Диссертация (Математическое моделирование пространственного распределения лучистой энергии от сложного излучателя), страница 12

3.6.4. Зависимость безразмерной силы излучения от угла наблюдения- эксперимент,- расчет, li=1 мм.Максимальное расхождение экспериментальных и расчётных данныхне превышает 3%. Такая погрешность создаёт предпосылки для успешногомоделирования излучателей с разнообразной геометрией в случаедиффузных свойств отражающих поверхностей.1193.6.2.RadiationЭкспериментальнаярасчётапроверкапространственногопрограммыраспределенияThermalлучистойэнергии от ДУ ТС21Рассматривается малогабаритный двигатель ТС21 в качестве объектаматематическогомоделированияпространственногораспределениялучистой энергии с использованием разработанного метода. Объектомисследования является внутренняя часть ДУ, которая моделируетсяцилиндром, эллипсом и кольцом.Рис.

3.6.1. Исследование тепловизионными системами.Дляэкспериментальнойметодомтермографированиябылиспользован тепловизора FLIR S60. Съёмка двигателя производилась нарасстоянии 2м. Степень черноты было выбрано значение 0,76. Дляобработке изображения применялся метод «излучающего диска». Методопирается на базовые понятия термографии: поле зрения прибора; разрешающая способность прибора; мгновенный угол зрения.Использование этих понятий в анализе позволяет обходиться безнеобходимости проведения дополнительных измерений или использования120дополнительного оборудования. Результаты эксперимента приведены втаблице.Угол, градFLIR, e=0,85656565272727Сила излучения, Вт/ср19,32855217,9616,59144859,325652,0444,7544Также был проведён эксперимент с применением спектрофотометраИКС-29.Рис.

3.6.2. Оптическая схема измерения температуры глобара.Температура глобара определялась для степени черноты 0,85 икоэффициента пропускания внешней оптической системы 0,912673.Результаты эксперимента приведены в таблице.121Угол, град Сила излучения, Вт/срIKS2965656545454522,73619,616,46451,044436,96Рис. 3.6.3. Сравнение результатов расчёта и эксперимента с применением тепловизораFLIR S60 и спекртрофотометра ИКС-29.Совпадение экспериментального исследования и расчётных данныхпозволяет утверждать о верности разработанной модели для расчёта ИКизлучения сложного излучателя.Наличие совпадения пространственного распределения лучистойэнергии, рассчитанное с использованием разработанного метода, как дляпростейших излучателей (диск, сфера, цилиндр и др.) с результатами иханалитических решений, так и для более сложных излучателей, с данными122модельного физического эксперимента, позволяет сделать вывод оперспективности использования данной методики в технике.Разработанная математическая модель востребована при расчётепространственных лучистых потоков от сложных излучателей, например,двигателей и корпусов летательных аппаратов, у которых диффузноизлучающие и отражающие поверхности сложной формы задаются в видемассива точек с координатами Xi ,Yi, Zi .123Основные результаты и выводыВ исследовании был представлен разработанный алгоритм расчетаиндикатрисы сложного ИК- источника излучения с использованием методаМонте-Карло, а также представлено описание и примеры работыпрограммы, использующей этот алгоритм.Для получения данных результатов были решены следующие задачи:1.Решена комплексная задача о связи газодинамического теченияпотока в ДУ с излучением ИК на выходе ЛА.

Разработан пакетприкладных программ (ППП), написанный на языке С++, позволяющийпроводить численные эксперименты на ЭВМ средней мощности. Он имеетинтуитивно понятный, дружественный интерфейс. ППП имеет гибкуюструктуру, то есть позволяет задавать параметры геометрических фигур,их теплофизические характеристики, сочетаемость геометрических фигурможет задаваться пользователем, причем данная сочетаемость можетотличатьсяотпредложенноймодели.Исходнымиданнымидляпроведения расчётов может быть файл, содержащий информацию окоординатах и теплофизических параметрах каждого излучающегоэлемента сложного излучателя произвольной геометрии. Код программимеет понятную структуру, используемые в нём функции могут бытьлегко встроены в другой программный код.

Их усовершенствование нетребует значительного изменения первоначальных функций. При этомвывод результатов задаётся в желаемом пользователем виде.2.Проведён расчёт ИК излучения модели ДУ АЛ-31Ф. Предложеноэкранирующее устройство, снижающее ИК излучение и проведён анализеё эффективности. Предложенное устройство позволило снизить уровеньИК излучения более чем на порядок величины в 90% телесного углазадней полусферы.1243.Проведён натурный эксперимент по расчёту пространственногораспределения лучистой энергии от малогабаритного двигателя ТС21.Полученные данные ИК излучения совпадают с результатами расчётовразработанного ППП с точностью до 3%.4.Рассчитанаиндикатрисапрямогоинфракрасногоизлученияэлементов турбины, кока и реактивного сопла ДУ ЛА в собирающуюполусферу. Исследована зависимость потока излучения от температурыотдельных излучающих поверхностей.

Рассчитана индикатриса ИКизлучения элементов турбины и внутренней поверхности сопла с учётомпереотражения в заднюю полусферу сопла ДУ ЛА. Проведена оценка ИКизлучения элементов турбины и реактивного сопла ДУ ЛА в собирающуюполусферу.Полученызависимостиинтенсивностиизлученияотпоказателей коэффициента отражения поверхностей.5.Разработанный алгоритм использует вероятностный подход, чтоприближает смоделированный процесс испускания и отражения луча креальному физическому.

Разработанный алгоритм подходит к любомугеометрическому приближению двигателя.125Список использованной литературы1.Ховард Б. 20 технологий будущего // PC Magazine / RE.- 2003,- №11, - с. 3-7.2.Нулз Д. Средства инфракрасного противодействия // PC Magazine / RE,- 2003,-№11, -http:// pc mag/ru/default/asp 26/01/2004/3.Кулалаев В.В. Определение времени процесса срыва сопроводждения целиоптической системой самонаведелия при воздействии организованных помеховыхоптических сигналов устройства противодействия // Авиационно-космическая техникаи технология.

-2004. -№8.-С.42-45.4.Криксунов Л.З. ,Справочник по основам инфракрасной техники- М . Советскоерадио,1978.5.Трембач В.В. Световые приборы (теория и расчет).-М. :Высшая школа,1972.6.Медведев В.Е., Парицкая Г.Г.Расчет освещенности в изображении. 1.Общаяметодика//Оптика и спектроскопия.1966.Т.21.Вып.5.С.638-642.7.ПарицкаяГ.Г.МедведевВ.Е.Расчетосвещенностивизображении.2.Спектральные приборы с вогнутыми дифракционными решетками//Оптика испектроскопия. 1967.

Т. 22. Вып. 6. С. 819-823.8.Кущ О.К., Митин А.И. Расчет светораспределения зеркальныхповерхностей с протяженными источниками света насимметричныхЭВМ// Светотехника. 1976.№6.С. 5-8.9.Кущ О.К.,Софронов Н.Н. Расчет зеркальных светильников на ЭВМ сиспользованием сплайнов//Светотехника, 1985,№ 12,с.19-21.10.Глебов Б.Н., Лангхаммер Г. Об учете погрешностей формообразованияотражателей//Светотехника,1985,№12,с.12-13.11.Гавриленков В.А., Скорик В.И., Трембач В.В. К расчету кривой силысветапараболоидного отражателя // Светотехника, 1965, №3, с.

23-25.12.Гавриленков В.А.,Смолянский М.Ф.,Трембач В.В. Расчет на ЭВМсилысветапараболоидногоотражателясцилиндрическимкривыхсветящимтелом//Светотехника. 1983. №3. С. 15-16.13.Коробко А.А., Кущ О.К., Пятигорский В.М. Расчет профилязеркальногоотражателя плоского световода// Светотехника. 1983. №3. С. 5-7.14.Кожухар А.Ф.,Смолянский М.Ф. К вопросу математическогозеркальных круглосимметричных поверхностей сомоделированияспиральными телами накаларазличной ориентации//Светотехника и источники света/ Саранск. 1982.С.

139-144.12615.Кущ О.К., Новикова О.И. Оптимизация фокального параметракоэффициентуиспользования//Светотехнические изделия.16.Электротехническаяпрожектора попромышленность.1983. №6 С.5-6.Проектирование отражателей осветительных приборов с помощью ЭВМ. Часть1/Хори Ц. И др. Пер.

с японского.-М.: ВЦП, 1979, № Б-1244,20с.-«Семэйгаккайдзасси»,1977,т.61, №5, с.259-266.17.Проектирование отражателей осветительных приборов с помощью ЭВМ. Часть2/Хори Ц. и др. Пер. с японского, М., ВЦП. 1979, № Б- 1243, 24 с.-«Семэй гаккайдзасси» 1977,18.Т. 61, №12, с.721-727.Проектирование осветительных приборов с помощью ЭВМ/Хори Ц. и др. Пер.с японского, М.: ВЦП 1979, 26 с.- «Тосиба рэбю», 1978, т. 33, № 1,с. 71-75.19.Osamu Myodo, Masao Karino. A new method for computer aided design of tuminairereflectors.

Jornal illuminaiting Engineering Sosienty, 1982, v.10, N 1, pp. 98-10.20.Ухинов С.А. Расчет одной излучающей системы методом Монте-Методы и алгоритмы статистического моделирования/ Под.Карло //Ред. Г.А. Михайлова. –Новосибирск: ВЦ СО АН СССР. 1983.с107-115.21.Корлет Р. Непосредственное применение метода Монте-Карло клучистого теплообмена в вакууме.

Труды американскогомехаников. Сер. Теплопередача. 1966.№4.22.расчетуобщества инженеров-с.41-45.Тюлина Т.А., Николаев Е.Г. Расчет круглосимметричного облучателя сдисковым нагревателем на ЭВМ. Труды ВНИИ-ЭТО. М. 1978. Вып.11. с.33-37.23.Хауэлл Дж., Перлмуттер М. Применение метода Монте-Карло длярасчеталучистого теплообмена в излучающей среде, заключенной между серыми стенками //Теплопередача, 1964,№1. С.148-157.24.Хауэлл Дж., Перлмуттер М. Метод Монте-Карло в задаче о лучистойтеплопередачевсеромгаземеждудвумяконцентрическимицилиндрами//Теплопередача, 1964, №2, с.46-58.25.И.В.Власов, В.И.Гук, и др. Расчет индикатрисы излучателя. Рабочие процессы вподсистемах энергосиловых установок: Тем. Сб.

науч. Тр./МАИ.-1987.С.51-5926.И.В.Власов, В.И. Гук и др. Расчет индикатрисы протяженныхФизико-технические проблемы проектированиянауч. Тр. /МАИ-М.: Изд-во27.излучателей.энергосиловых установок:Тем. Сб.МАИ,1988. С 43-52.Суринов Ю.А. Интегральные уравнения теории переноса излучения ванизотропно рассеивающей среде (для обобщенной постановкипространственнойзадачи) // Теплофизика высоких температур/ АН СССР. 1965. Т.3. №3.12728.ФилипповГ.С.,НиколаенкоВ.С.,ЯщенкоБ.Ю.«Математическоемоделирование пространственного распределения энергии сложного излучателя»,Журнал «Вестник Московского авиационного института», 2013, т.21, №3.29.Филиппов Г.С., Евдокимов И.Е., Яковлев А.А.

«Проблемы снижения тепловойзаметности двигателей ЛА» Журнал Научно-технический вестник Поволжья, №6,2012, стр.223-227.30.Филиппов Г.С., Евдокимов И.Е., Яковлев А.А. «Газодинамический и тепловойрасчёт работы дозвукового сопла малогабаритного ТРД на базе турбостартера ТС-21»Журнал Научно-технический вестник Поволжья, №6, 2012, стр.228-233.31.Филиппов Г.С., Николаенко В.С., Ященко Б.Ю., Евдокимов И.Е. «Расчетиндикатрисы сложного излучателя» Журнал Научно-технический вестник Поволжья,№5, 2012, стр.50-5432.Филиппов Г.С., Николаенко В.С., Ященко Б.Ю., Евдокимов И.Е.

«Расчётпространственного распределения энергии сложного излучателя» Журнал ВестникСГАУ, №1(39), 2013, стр.214-22133.Журавлев Ю.А. и др. Расчет теплообмена в топке котла с учетомрассеянияизлучения // ИФЖ. 1983. Т.44. №534.Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В.