表面之间的辐射传热

计算科学 pde 算法 模拟 表现
2021-12-09 07:52:52

我正在尝试对曲面上的温度分布进行建模。除了热方程之外,我还需要考虑通过电磁辐射的能量发射/吸收。表面被分成可以交换能量的小三角形。

如果我们专注于辐射部分,一种方法是计算形状因子,考虑一个表面看到另一个表面的程度。然后,很容易推导出三角形之间的能量交换公式。然而,这个公式意味着计算矩阵的幂n×n其中 n 是三角形的数量。这可以在n2.8. 除此之外,外形尺寸的计算成本也很高。

这是相当昂贵的。对于划分为 10,000 个三角形的网格,这不是很多,但超过1011计算。

有谁知道对某些算法的参考,这些算法以更好的复杂性解决了相同的问题?请注意,类似游戏的算法不太可能运行良好,因为这里的光源和观察者与三角形一样多……

如果您不知道任何好的确定性算法但了解启发式算法,它也很有用。

1个回答

免责声明:我不是传热专家,但有很多计算电磁学经验。

我认为您正在寻找一种所谓的快速算法来解决传热问题。一个值得考虑的家族是多极算法家族。快速多极方法 (FMM)在电磁现象建模中非常流行。但我也看到了它在传热问题上的应用。通常,FMM 允许将复杂度降低到O(NlogN)(取决于问题陈述、预处理等)将 FMM 应用于传热可能存在某些限制/细节,但我认为这种方法非常可行。

例如,

这些是我首先找到的一些出版物。我认为它们将使您获得有关该主题的更多基础/高级论文。