On the Selection of Integration Intervals for the Calculation of Mean Absorption Coefficients
Loading...
Date
2015-10-18
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Springer US
Altmetrics
Abstract
In radiation modeling of thermal plasmas non-grey models are applied where the radiative transport is described in several frequency bands (spectral intervals). Hereby mean absorption coefficients have to be calculated by a spectral integration procedure, providing a constant mean absorption coefficient for each band. Depending on the number of bands, one or more integration boundaries have to be selected in order to do the integration. In this paper we evaluate the influence of the selection of these integration boundaries on the mean absorption coefficient and the also radiation transfer by applying the mean absorption coefficients in a radiation transport model. Using a simplified two-band model we demonstrate that the selection of the integration boundary has a large impact on the total model accuracy. We show that in some cases selecting a band boundary right at the frequency where the continuum absorption shows a jump can introduce a significant error into the radiation calculation. The process of the integration interval selection thus demands a global optimization procedure to properly evaluate the boundaries of each frequency band.
Pro modelování záření ve vysokoteplotním plazmatu se obvykle používá metody, kdy je přenos záření řešen pouze v několika frekvenčních pásech (spektrálních intervalech). Je tedy nutné spočítat střední hodnotu absorpčního koeficientu uvnitř každého pásu. V závislosti na množství pásů je také nutno zvolit odpovídající množství hranic jednotlivých pásů. V tomto článku ukazujeme vliv volby těchto hranic na střední hodnotu absorpčních koeficientů a na přenos záření v plazmatu při použití numerického výpočtu. Na příkladu zjednodušeného modelu, obsahujícího pouze dva pásy, ukazujeme, že volba hranic jednotlivých pásů má kritický vliv na přesnost celého numerického modelu. Dále ukazujeme, že použití pozice odpovídající výrazné změně v hodnotě absorpčního kontinua, může v některých případech vnést do výsledku obrovskou chybu. V důsledku je tedy nutno použít globální optimalizační proceduru pro nalezení optimálních hranic frekvenčních pásů.
Pro modelování záření ve vysokoteplotním plazmatu se obvykle používá metody, kdy je přenos záření řešen pouze v několika frekvenčních pásech (spektrálních intervalech). Je tedy nutné spočítat střední hodnotu absorpčního koeficientu uvnitř každého pásu. V závislosti na množství pásů je také nutno zvolit odpovídající množství hranic jednotlivých pásů. V tomto článku ukazujeme vliv volby těchto hranic na střední hodnotu absorpčních koeficientů a na přenos záření v plazmatu při použití numerického výpočtu. Na příkladu zjednodušeného modelu, obsahujícího pouze dva pásy, ukazujeme, že volba hranic jednotlivých pásů má kritický vliv na přesnost celého numerického modelu. Dále ukazujeme, že použití pozice odpovídající výrazné změně v hodnotě absorpčního kontinua, může v některých případech vnést do výsledku obrovskou chybu. V důsledku je tedy nutno použít globální optimalizační proceduru pro nalezení optimálních hranic frekvenčních pásů.
Description
Citation
Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2015, vol. 35, issue 6, p. 1097-1110.
http://link.springer.com/article/10.1007/s11090-015-9648-3
http://link.springer.com/article/10.1007/s11090-015-9648-3
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en