[发明专利]一种改进蒙特卡洛法求解全加热炉交换面积

权利要求书

1.一种蒙特卡洛法求解全加热炉交换面积，其特征在于包括以下步骤：

1)输入全加热炉辐射场中二维封闭体系的参数；

2)根据上述各参数计算二维封闭体系划分的各微元发射能束到达其他微元份额及比例；

3)计算二维封闭体系划分的各微元通过反射到达指定微元的能量并储存；

4)计算一束能量经过多次反射后剩余能量与发射能量的比值是否满足要求；

5)如果满足要求，则计算全交换面积，一次计算过程结束；

6)如果没有满足精度要求，则返回计算二维封闭体系划分的各微元通过反射到达指定微元的能量并储存步骤；

步骤3)中，计算各微元通过反射到达指定微元的能量为：

301)将第i个微元发射的能量最终到达第j个微元的能量U_i，j分为直接到达被吸收的能量及经过k次反射后到达被吸收的能量的累加两种情况；

302)当j＝1，2，…，Ns即接收面为表面微元时

其中，ε_j—第j个微元表面黑度，m为接收表面微元的编号；

303)当接受微元是气体微元时

2.根据权利要求1所述的蒙特卡洛法求解全加热炉交换面积，其特征在于：步骤1)中，参数包括全加热炉辐射场中二维封闭体系的几何值、网格化分列和行、每个二维矩形表面段发射点数以及每个点数发生的能束数、每个二维矩形的气体段发射点数以及每个点数发生的能束数、表面段的黑度以及气体段吸收系数。

3.根据权利要求1所述的蒙特卡洛法求解全加热炉交换面积，其特征在于：步骤2)中，计算二维封闭体系划分的表面段与气体段发射能束到达其他微元份额及比例，具体为：

201)对各微元顺序做如下安排：二维封闭体系的表面微元按顺序依次命名为1，2，…，Ns，气体微元安排在表面微元之后，为Ns+1，Ns+2，…，Ns+Ng，其中Ng和Ns分别为气体和表面微元总数，则总微元数为Ns+Ng；

计算求解热交换场中所有微元发射能束到达其它各段的份额kU_i,j及比例K_i，j，则第一轮抽样追踪后，可得

其中，K_i,j为第i个微元发射的能量到达第j个微元的能量占的比例；N_i为第i个微元发射的总能量；k＝0，1，2，3…，k＝0时表示第i个微元发射的能量直接到达第j个微元的能量，否者表示第i个微元发射的能量经过k次循环后到达第j个微元的能量。

4.根据权利要求1所述的蒙特卡洛法求解全加热炉交换面积，其特征在于：步骤5)中，计算全交换面积，当一束能量经过多次的反射后剩余能量与发射能量的比值小于设定值a时，计算结束，能量反射次数即为反射的总次数；

能量经过k次反射后，热交换场中所有段发射出去总能束满足

其中，k为反射总次数，N_i为第i个微元发射的总能量。