[发明专利]一种适用于凝固过程中辐射换热的计算方法在审
| 申请号： | 201810146329.7 | 申请日： | 2018-02-12 |
| 公开（公告）号： | CN108388727A | 公开（公告）日： | 2018-08-10 |
| 发明（设计）人： | 廖敦明;曹流;陈涛;孙飞;吴棣;胡柏乐 | 申请（专利权）人： | 华中科技大学 |
| 主分类号： | G06F17/50 | 分类号： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 华中科技大学专利中心 42201 | 代理人： | 张彩锦;曹葆青 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | 本发明属于铸造中的凝固过程数值模拟热领域，并公开了一种适用于凝固过程中辐射换热的计算方法。该方法包括下列步骤：(a)将辐射换热的物体离散为多个辐射单元，构建以辐射单元为中心的半球作为辐射换热模型，从球心发出的多条辐射射线是将所述半球分割为多个子空间，每条辐射射线代表其相应的子空间的辐射换热；(b)每个辐射单元上中的辐射射线的方向向量；(c)求解每个子空间的辐射权重因子；(d)计算每个子空间的辐射换热和辐射单元的总辐射换热，构建辐射单元辐射换热的边界条件，采用有限元求解的方法求解边界条件。通过本发明可以准确地实时处理铸造凝固过程中的辐射换热，提高凝固过程数值模拟的准确性。 | ||
| 搜索关键词： | 辐射换热 凝固过程 辐射单元 辐射 子空间 求解 射线 边界条件 数值模拟 构建 铸造 辐射单元辐射 球心 方向向量 权重因子 实时处理 换热 分割 | ||
【主权项】：
1.一种适用于凝固过程中辐射换热的计算方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)将辐射换热的物体离散为多个辐射单元，对于每个辐射单元，构建以辐射单元为中心的半球作为辐射换热模型，从球心发出的多条辐射射线将所述半球分割为多个子空间，每条辐射射线代表其相应的子空间的辐射换热；(b)在每个辐射单元上选取该辐射单元的几何中心作为坐标原点，该辐射单元的法向量方向作为Z轴正方向构建三维空间坐标系，根据三维空间方向向量的旋转求解该辐射单元上的辐射射线的方向向量；(c)根据步骤(b)获取的辐射射线的方向向量，获得该辐射射线所代表的子空间在所述三维空间坐标系中分别与x轴的夹角![]()
和z轴的夹角θ，利用该![]()
和θ分别求解每个子空间在其相应的辐射单元中的辐射权重因子；(d)根据每个子空间的辐射权重因子计算每个子空间的辐射换热和相应的辐射单元的总辐射换热，根据该总辐射换热和辐射权重因子构建该辐射单元辐射换热的边界条件，采用有限元求解的方法求解该边界条件，由此获得由辐射引起的热量交换。
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