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摘要
利用隐式蒙特卡罗方法模拟热辐射输运问题时,辐射源粒子的抽样对结果的正确性很重要.在球几何热辐射输运隐式蒙特卡罗模拟中,通常的做法是假设单个网格(球壳)的温度不随空间变化,即源粒子在球壳内均匀分布.对于网格内部温度分布梯度不大的情况,这种处理不会造成太大误差,然而当物质的吸收系数很大或球壳较厚时,那么单个网格内温度的空间变化也可能较大,这种处理将导致模拟的热辐射传播速度比实际的要快.本文分析了导致这种偏差的原因,并基于辐射能量密度分布,推导了球几何下辐射源粒子发射位置的概率密度函数,提出了两种辐射源粒子空间抽样方法,设计了抽样流程,计算了典型的热辐射输运问题.数值计算表明,这两种新的源粒子空间抽样方法均能修正辐射传播速度与参考值的偏差,解决计算结果过分依赖于网格剖分的问题.同时,在网格数较少、模拟粒子数较少的情况下新方法仍能得到较准确的结果,有效提高了计算效率.
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