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Effects of anisotropic scattering on radiative heat transfer using the P1-approximation

1992; Elsevier BV; Volume: 35; Issue: 10 Linguagem: Francês

10.1016/0017-9310(92)90091-6

1879-2189

Fengshan Liu, E. S. Garbett, J. Swithenbank,

Gas Dynamics and Kinetic Theory

The P1-approximation method, along with the δ < 5-Eddington phase function approximation, was used to study radiative heat transfer in absorbing-emitting-scattering media. It is established that the asymmetry factor of the scattering phase function (g) plays an important role in radiative transfer. The concepts of the effective scattering coefficient and effective optical dimension are suggested to be used in the study of radiative heat transfer. In highly forward scattering media (g > 0.8), the effect of scattering on radiative heat transfer can be neglected. In a two-dimensional square enclosure, the results of radiative heat flux obtained by the P1-approximation, using an improved boundary condition, are in good agreement with the numerically exact results of Kim and Lee (Effect of anisotropic scattering on radiative heat transfer in two-dimensional rectangular enclosures, Int. J. Heat Mass Transfer31, 1711–1721 (1988)). La méthode d'approximation P1, avec l'approximation de fonction de phase δ d'Eddington, est utilisée pour étudier le transfert thermique radiatifdans les milieux absorbants, émetteurs et diffusants. On établit que le facteur d'asymétrie de la fonction de phase diffusante (g) joue un rôle important dans le transfert radiatif. Les concepts de coefficient de diffusion efficace et de dimension optique efficace sont utilisées dans l'étude du transfert radiatif. Dans les milieux fortement diffusants vers l'avant (g > 0,8), l'effet de la diffusion peut être négligé. Dans une cavité bidimensionnelle carrée, les résultats du flux radiatif obtenus par l'approximation P1, avec une condition aux limites améliorée, sont en bon accord avec les résultats numériques exacts de Kim et Lee (Int. J. Heat Mass Transfer31, 1711–1721 (1988)). Zur Untersuchung des WÄnnetransports in absorbierenden emittierenden und streuenden Medien wird die P1,-NÄherung sowie die δ-Eddington-PhasenfunktionsnÄherung verwendet. Es ist bekannt, daβ der Asymmetriefaktor der Streuungsphasen-Funktion (g) den Strahlungsvorgang stark beeinfluβt. Für die Untersuchung des StrahlungswÄrmetransports werden der effektive Streuungskoeffizient sowie die effektive optische LÄnge verwendet. In stark vorwÄrts streuenden Medien (g > 0,8) kann der Einnuβ der Streuung auf den StrahlungswÄrmetransport vernachlÄssigt werden. In einem zweidimensionalen quadratischen Hohlraum wird der StrahlungswÄrmestrom mittels der P1-Approximation berechnet, wobei eine verbesserte Randbedingung benutzt wird. Die Ergebnisse zeigen gute Übereinstimmung mit den numerisch exakten Berechnungen von Kim und Lee (Effect of anisotropic scattering on radiative heat transfer in twodimensional rectangular enclosures. Int. J. Heat Mass Transfer31, 1711–1721 (1988)). Для иccлeдoвaния paдиaциoниoгo тeнлoпepeиoca в пoглoщaющич, излyчaющич и pacceивaющич cpeдaч нcпoльзoвaлcя мeтoд P1-aнпpoкcимaции в кoмбннaции c aнпpoкcимaцнeй фaзoвoй. δ-фyнкции Эддингтoнa. ыcтaиoвлeнo, чтo вaжнyю poль в paдиaциoинoм пepeнoce игpaeт фaктop acиммeтpин фaзoвoй фyнкции pacceяиия (g). Пpи нccлeдoвaиии paдиaцнoннoгo тeплoпepeнoca пpeдлaгaeтcя нcнoльзoвaннe пoнятий зффeктивиoгo кoзффициeитa pacceяния и зффeктивиoгo oптичecкoгo paзмepa. B cлyчae cильнo pacceивaющнч внepeд cpeд (g > 0.8) влияниeм pacceяния нa paдиaциoнный тeплoпepeнoc мoжнo пpeнeбpeчь. Peзyльтaты для paдиaциoннoгo тeнлoвoгo нoтoкa, нoлyчeниыe мeтoдoм P1-aппpoкcимaцин c иcпoльзoвaниeм мoдифициpoвaннoгo гpaинчнoгo ycлoвия в cлyчae двyмepнoй квaдpaтиoй нoлocтн, чopoию coглacyютcя c тoчными чнcлeнными peзyльтaтaми Кнмa и ли (Effect of anisotropic scattering on radiative heat transfer in two-odimensional rectangular enclosure, Int. J.Heat Transfer31, 1711–1721 (1988).