强激光与粒子束

作者：赵蓬, 吴浩,

关键词：高温球床, 辐射传热, 光线追踪, 角系数, 数值解,

在高温颗粒球床堆芯辐射换热过程中，角系数是辐射换热计算的关键参数。传统数值计算角系数的方法需进行复杂积分运算，且不同几何形状的积分公式各异，计算难度较大。为降低球床颗粒间角系数的计算难度，提出了一种基于光线追踪理论并结合颗粒辐射特性的角系数计算模型。该模型无需对颗粒进行建模做离散分析，仅需获取颗粒的坐标信息和半径即可进行计算，极大地简化了计算过程。通过在颗粒相切情况下对比光线追踪与数值结果，当光线密度达到特定值时，二者结果相对误差在1%内。颗粒间辐射主要以中心连线为辐射能量最强处，向四周减少，其变化趋势呈余弦函数。在球床颗粒随机堆积情况下，选取单个颗粒进行分析，发现辐射范围以2倍直径内为主，此时角系数累积超过0.98，颗粒数量在100个以内；在3倍直径范围内，累积角系数超过0.99。

来源：2025年第9期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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