编辑推荐
《多层介质红外热辐射传输》可供工程热物理、红外技术物理以及航空航天、材料等相关学科从事热辐射模拟与应用的科研人员、工程技术人员，以及高等院校相关专业的研究牛和高年级本科生参考。
目录
前言
符号表
第1章半透明介质层辐射与导热耦合传热
1.1半透明介质和自然状态界面
1.2热辐射光谱特性的处理
1.2.1灰体、灰介质
1.2.2平均当量参数法
1.2.3谱带近似法（谱带模型）
1.3射线踪迹节点分析法简介
1.4辐射与导热耦合传热能量方程
1.5辐射热源项
1.5.1表面S1、S2均半透明
1.5.2表面S1、S2均不透明
1.5.3表面S1半透明、表面S2不透明
1.6表面辐射热流密度
1.6.1表面S1、S2均半透明
1.6.2表面S1、S2均不透明
1.6.3表面S1半透明、表面S2不透明
1.7热辐射边界条件
1.7.1折射率与全反射
1.7.2界面光学特性
1.7.3热边界条件
1.8射线踪迹—节点分析法研究进展
参考文献
第2章单层各向同性散射介质内的辐射传热
2.1单层吸收、发射性介质的辐射传递系数
2.2单层吸收、发射、各向同性散射介质的辐射传递系数
2.2.1计算散射时的能量平衡
2.2.2考虑n次散射
2.2.3数值计算方法
2.3辐射传递系数的完整性检验
2.4单层半透明介质内的辐射传热
2.4.1玻璃平板冷却过程分析
2.4.2航天飞机重返大气层时舷窗的瞬态加热
2.4.3不透明界面下给定边界温度的瞬态耦合传热
2.4.4部分漫反射、部分镜反射表面的辐射传递
2.5脉冲激光引起的瞬态热效应
2.5.1边界条件
2.5.2激光入射在吸收、发射性介质内产生的辐射外热源
2.5.3激光入射在吸收、发射、各向同性散射介质内产生的辐射外热源
2.5.4激光入射的数值模拟和温度响应
2.6红外加热过程中均匀介质内部温度场分析
2.6.1物理模型
2.6.2半透明界面下介质物性对内部温度分布的影响
2.6.3半透明界面下边界条件对介质内部温度分布的影响
2.7本章小结
参考文献
第3章三层各向同性散射介质内的辐射传热
3.1引言
3.2物理模型简介
3.3两层介质辐射强度和辐射能量的传递模型
3.3.1镜反射模型
3.3.2漫反射模型
3.4辐射传递系数
3.4.1镜反射辐射传递系数的推导
3.4.2镜反射率的确定
3.4.3漫反射率的确定
3.4.4全反射对辐射强度份额传递函数的影响
3.4.5镜反射辐射传递系数的求解
3.4.6漫反射下辐射传递系数的相对性和完整性
3.4.7漫反射辐射传递系数的推导
3.5三层模型的检验
3.6两侧表面均半透明镜反射下三层介质耦合换热
3.6.1真空隔离层对耦合换热的影响
3.6.2非均匀辐射物性对温度分布的影响
3.7两侧表面均不透明镜反射下三层介质耦合换热
3.7.1导热—辐射参数对温度分布的影响
3.7.2表面发射率对温度分布的影响
3.7.3散射反照率对温度分布的影响
3.7.4折射率对温度分布的影响
3.7.5衰减系数对温度分布的影响
3.7.6本节小结
3.8一侧不透明一侧半透明镜反射下三层介质耦合换热
3.8.1S1不透明、S2半透明时的耦合换热
3.8.2S1半透明、S2不透明时的耦合换热
3.8.3本节小结
3.9两侧表面均半透明漫反射下三层介质耦合换热
3.9.1对流换热系数对传热的影响
3.9.2吸收系数对传热的影响
3.9.3折射率对耦合换热的影响
3.9.4导热辐射参数对耦合换热的影响
3.9.5单位体积比热容对传热的影响
3.9.6本节小结
3.10两侧表面均不透明漫反射下三层介质耦合换热
3.11镜反射和漫反射对耦合换热影响的比较
3.12本章小结
参考文献
第4章n层各向同性散射介质内的辐射传热
4.1引言
4.2n层介质物理模型
4.3多层辐射强度和辐射能量传递模型
4.3.1镜反射模型
4.3.2漫反射模型
4.3.3多层模型子程序
4.4辐射传递系数的推导
4.4.1镜反射下辐射传递系数的相对性和完整性
4.4.2镜反射下辐射强度在n层介质中的传递
4.4.3镜反射下辐射传递系数的求解
4.4.4漫反射下辐射传递系数的相对性和完整性
4.4.5漫反射下辐射传递系数的推导
4.5n层辐射传递模型的检验
4.6两侧表面半透明镜反射时折射率对耦合换热的影响
4.6.1折射率排列对传热的影响
4.6.2介质层厚度对传热的影响
4.6.3介质层数及折射率排列对传热的影响
4.6.4本节小结
4.7两侧表面不透明镜反射时”层介质内耦合换热研究
4.7.1折射率对瞬态耦合换热的影响
4.7.2真空隔离层对瞬态耦合换热的影响
4.7.3本节小结
4.8S1半透明、S2不透明镜反射下n层介质内耦合换热研究
4.8.1对流换热系数、表面发射率对耦合换热的影响
4.8.2外界入射辐射对耦合换热的影响
4.8.3介质层厚度对耦合换热的影响
4.8.4折射率排列对耦合换热的影响
4.8.5本节小结
4.9界面光学特性对镜、漫反射模型耦合换热的影响
4.10本章小结
参考文献
第5章单层各向异性散射介质内的辐射传热
5.1引言
5.2各向异性散射的第一个子过程
5.2.1表面S1、S2均不透明
5.2.2表面S1、S2均半透明
5.3各向异性散射的第二个子过程
5.3.1散射能量传输递推函数
5.3.2考虑多次散射
5.3.3考虑第n次散射
5.4辐射传递系数的相对性和完整性
5.4.1辐射传递系数的相对性
5.4.2辐射传递系数的完整性
5.5单层各向异性散射传递模型的验证
5.5.1线性各向异性散射的结果比较
5.5.2非线性各向异性散射的结果比较
5.6CPU时间和精度分析
5.7节点对计算结果的影响
5.8辐射导热瞬态耦合换热
5.8.1不透明光学界面、第一类热边界条件
5.8.2一侧半透明另一侧不透明光学界面、第三类非线性热边界条件
5.9本章小结
参考文献
第6章复合层各向异性散射介质内的辐射传热
第7章两界面具有不同反射特性的介质层的辐射传热
第8章多层模型求解梯度折射率介质辐射传热
第9章二维射线踪迹—节点分析法求解矩形介质辐射传热
第10章多层半透明介质耦合传热在工程中的应用
附录
文摘
版权页：
插图：
（2）对强散射性介质，瞬态温度分布特征与弱散射性介质完全相反；但对应于折射率极值，瞬态温度峰谷值相比弱散射性介质更加明显，即使光学厚度较大时亦不消失。
（3）衰减系数和散射反照率的非均匀分布亦会造成介质内局部吸热（或散热）达到极大值，导致介质内出现瞬态温度峰谷值。
（4）光学薄介质辐射平衡温度场不受折射率分布控制，而光学厚度较大的介质，辐射平衡温度场与折射率分布有关。
（5）介质辐射平衡温度场与衰减系数分布关系不大。
（6）反照率为1的介质区域温度变化极其缓慢，可长时间维持在初始温度附近。
8.9本章小结
本章采用多层辐射传递模型研究了半透明散射性梯度折射率介质内的辐射传递及耦合瞬态换热问题，得出如下结论：
（1）借助于多层辐射传递模型，采用射线踪迹法导出了任意折射率、任意衰减系数、任意散射反照率分布的非均匀介质的辐射传递系数，建立了非均匀半透明散射性介质内的辐射传递模型。本书计算的结果与文献提供的数据进行比较，吻合良好，说明本书针对梯度折射率非均匀介质内的辐射传递建立的数学模型是合理的、正确的。
（2）提出了折射（或透射）／全反射判据：进行积分运算时，如不发生全反射，子层界面的透射率设置为1，即此时不考虑子层界面的反射；发生全反射时，子层界面的反射率设置为1。这样既解决了划分子层时在交界面上发生的全反射积分奇异现象，又消除了物理上不存在的子层界面反射给积分结果带来的误差；既提高了计算效率，又符合物理真实。
（3）对辐射特性参数非均匀分布介质内的瞬态辐射换热进行了系统性的研究，分析了折射率、衰减系数、散射反照率、不透明表面发射率、对流边界条件等对瞬态传热性能的影响，发现了一些有趣的温度分布特征。
（4）对弱散射性（包括纯吸收性）介质，即使不考虑表面对流冷却，且表面受到辐射加热作用，如果梯度折射率介质内部区域折射率存在极大或极小值，在介质热发射作用下，该区域亦会出现温度谷值或峰值；随着吸收系数增大，峰值或谷值逐渐变小直到消失。
《多层介质红外热辐射传输》可供工程热物理、红外技术物理以及航空航天、材料等相关学科从事热辐射模拟与应用的科研人员、工程技术人员，以及高等院校相关专业的研究牛和高年级本科生参考。
目录
前言
符号表
第1章半透明介质层辐射与导热耦合传热
1.1半透明介质和自然状态界面
1.2热辐射光谱特性的处理
1.2.1灰体、灰介质
1.2.2平均当量参数法
1.2.3谱带近似法（谱带模型）
1.3射线踪迹节点分析法简介
1.4辐射与导热耦合传热能量方程
1.5辐射热源项
1.5.1表面S1、S2均半透明
1.5.2表面S1、S2均不透明
1.5.3表面S1半透明、表面S2不透明
1.6表面辐射热流密度
1.6.1表面S1、S2均半透明
1.6.2表面S1、S2均不透明
1.6.3表面S1半透明、表面S2不透明
1.7热辐射边界条件
1.7.1折射率与全反射
1.7.2界面光学特性
1.7.3热边界条件
1.8射线踪迹—节点分析法研究进展
参考文献
第2章单层各向同性散射介质内的辐射传热
2.1单层吸收、发射性介质的辐射传递系数
2.2单层吸收、发射、各向同性散射介质的辐射传递系数
2.2.1计算散射时的能量平衡
2.2.2考虑n次散射
2.2.3数值计算方法
2.3辐射传递系数的完整性检验
2.4单层半透明介质内的辐射传热
2.4.1玻璃平板冷却过程分析
2.4.2航天飞机重返大气层时舷窗的瞬态加热
2.4.3不透明界面下给定边界温度的瞬态耦合传热
2.4.4部分漫反射、部分镜反射表面的辐射传递
2.5脉冲激光引起的瞬态热效应
2.5.1边界条件
2.5.2激光入射在吸收、发射性介质内产生的辐射外热源
2.5.3激光入射在吸收、发射、各向同性散射介质内产生的辐射外热源
2.5.4激光入射的数值模拟和温度响应
2.6红外加热过程中均匀介质内部温度场分析
2.6.1物理模型
2.6.2半透明界面下介质物性对内部温度分布的影响
2.6.3半透明界面下边界条件对介质内部温度分布的影响
2.7本章小结
参考文献
第3章三层各向同性散射介质内的辐射传热
3.1引言
3.2物理模型简介
3.3两层介质辐射强度和辐射能量的传递模型
3.3.1镜反射模型
3.3.2漫反射模型
3.4辐射传递系数
3.4.1镜反射辐射传递系数的推导
3.4.2镜反射率的确定
3.4.3漫反射率的确定
3.4.4全反射对辐射强度份额传递函数的影响
3.4.5镜反射辐射传递系数的求解
3.4.6漫反射下辐射传递系数的相对性和完整性
3.4.7漫反射辐射传递系数的推导
3.5三层模型的检验
3.6两侧表面均半透明镜反射下三层介质耦合换热
3.6.1真空隔离层对耦合换热的影响
3.6.2非均匀辐射物性对温度分布的影响
3.7两侧表面均不透明镜反射下三层介质耦合换热
3.7.1导热—辐射参数对温度分布的影响
3.7.2表面发射率对温度分布的影响
3.7.3散射反照率对温度分布的影响
3.7.4折射率对温度分布的影响
3.7.5衰减系数对温度分布的影响
3.7.6本节小结
3.8一侧不透明一侧半透明镜反射下三层介质耦合换热
3.8.1S1不透明、S2半透明时的耦合换热
3.8.2S1半透明、S2不透明时的耦合换热
3.8.3本节小结
3.9两侧表面均半透明漫反射下三层介质耦合换热
3.9.1对流换热系数对传热的影响
3.9.2吸收系数对传热的影响
3.9.3折射率对耦合换热的影响
3.9.4导热辐射参数对耦合换热的影响
3.9.5单位体积比热容对传热的影响
3.9.6本节小结
3.10两侧表面均不透明漫反射下三层介质耦合换热
3.11镜反射和漫反射对耦合换热影响的比较
3.12本章小结
参考文献
第4章n层各向同性散射介质内的辐射传热
4.1引言
4.2n层介质物理模型
4.3多层辐射强度和辐射能量传递模型
4.3.1镜反射模型
4.3.2漫反射模型
4.3.3多层模型子程序
4.4辐射传递系数的推导
4.4.1镜反射下辐射传递系数的相对性和完整性
4.4.2镜反射下辐射强度在n层介质中的传递
4.4.3镜反射下辐射传递系数的求解
4.4.4漫反射下辐射传递系数的相对性和完整性
4.4.5漫反射下辐射传递系数的推导
4.5n层辐射传递模型的检验
4.6两侧表面半透明镜反射时折射率对耦合换热的影响
4.6.1折射率排列对传热的影响
4.6.2介质层厚度对传热的影响
4.6.3介质层数及折射率排列对传热的影响
4.6.4本节小结
4.7两侧表面不透明镜反射时”层介质内耦合换热研究
4.7.1折射率对瞬态耦合换热的影响
4.7.2真空隔离层对瞬态耦合换热的影响
4.7.3本节小结
4.8S1半透明、S2不透明镜反射下n层介质内耦合换热研究
4.8.1对流换热系数、表面发射率对耦合换热的影响
4.8.2外界入射辐射对耦合换热的影响
4.8.3介质层厚度对耦合换热的影响
4.8.4折射率排列对耦合换热的影响
4.8.5本节小结
4.9界面光学特性对镜、漫反射模型耦合换热的影响
4.10本章小结
参考文献
第5章单层各向异性散射介质内的辐射传热
5.1引言
5.2各向异性散射的第一个子过程
5.2.1表面S1、S2均不透明
5.2.2表面S1、S2均半透明
5.3各向异性散射的第二个子过程
5.3.1散射能量传输递推函数
5.3.2考虑多次散射
5.3.3考虑第n次散射
5.4辐射传递系数的相对性和完整性
5.4.1辐射传递系数的相对性
5.4.2辐射传递系数的完整性
5.5单层各向异性散射传递模型的验证
5.5.1线性各向异性散射的结果比较
5.5.2非线性各向异性散射的结果比较
5.6CPU时间和精度分析
5.7节点对计算结果的影响
5.8辐射导热瞬态耦合换热
5.8.1不透明光学界面、第一类热边界条件
5.8.2一侧半透明另一侧不透明光学界面、第三类非线性热边界条件
5.9本章小结
参考文献
第6章复合层各向异性散射介质内的辐射传热
第7章两界面具有不同反射特性的介质层的辐射传热
第8章多层模型求解梯度折射率介质辐射传热
第9章二维射线踪迹—节点分析法求解矩形介质辐射传热
第10章多层半透明介质耦合传热在工程中的应用
附录
文摘
版权页：
插图：
（2）对强散射性介质，瞬态温度分布特征与弱散射性介质完全相反；但对应于折射率极值，瞬态温度峰谷值相比弱散射性介质更加明显，即使光学厚度较大时亦不消失。
（3）衰减系数和散射反照率的非均匀分布亦会造成介质内局部吸热（或散热）达到极大值，导致介质内出现瞬态温度峰谷值。
（4）光学薄介质辐射平衡温度场不受折射率分布控制，而光学厚度较大的介质，辐射平衡温度场与折射率分布有关。
（5）介质辐射平衡温度场与衰减系数分布关系不大。
（6）反照率为1的介质区域温度变化极其缓慢，可长时间维持在初始温度附近。
8.9本章小结
本章采用多层辐射传递模型研究了半透明散射性梯度折射率介质内的辐射传递及耦合瞬态换热问题，得出如下结论：
（1）借助于多层辐射传递模型，采用射线踪迹法导出了任意折射率、任意衰减系数、任意散射反照率分布的非均匀介质的辐射传递系数，建立了非均匀半透明散射性介质内的辐射传递模型。本书计算的结果与文献提供的数据进行比较，吻合良好，说明本书针对梯度折射率非均匀介质内的辐射传递建立的数学模型是合理的、正确的。
（2）提出了折射（或透射）／全反射判据：进行积分运算时，如不发生全反射，子层界面的透射率设置为1，即此时不考虑子层界面的反射；发生全反射时，子层界面的反射率设置为1。这样既解决了划分子层时在交界面上发生的全反射积分奇异现象，又消除了物理上不存在的子层界面反射给积分结果带来的误差；既提高了计算效率，又符合物理真实。
（3）对辐射特性参数非均匀分布介质内的瞬态辐射换热进行了系统性的研究，分析了折射率、衰减系数、散射反照率、不透明表面发射率、对流边界条件等对瞬态传热性能的影响，发现了一些有趣的温度分布特征。
（4）对弱散射性（包括纯吸收性）介质，即使不考虑表面对流冷却，且表面受到辐射加热作用，如果梯度折射率介质内部区域折射率存在极大或极小值，在介质热发射作用下，该区域亦会出现温度谷值或峰值；随着吸收系数增大，峰值或谷值逐渐变小直到消失。
| ISBN | 9787030348180 |
|---|---|
| 出版社 | 科学出版社 |
| 作者 | 谈和平;易红亮 |
| 尺寸 | 16 |