射线光学模块更新

COMSOL Multiphysics® 6.1 版本为“射线光学模块”的用户提供了用于计算注量率的新特征,改进了伪随机数生成 (PRNG) 功能,并为“光学”材料库新增了多种材料。请阅读以下内容,进一步了解这些更新及其他新增功能。

注量率计算

注量率定义为:在仿真域的任意位置撞击一个小的球形探测器的辐射量除以该探测器的横截面积。现在我们为此新增了一个专用的域累加器特征注量率计算。在模拟紫外线 (UV) 净化系统时,此特征可以用来预测细菌和其他病原体在经过紫外线辐射源时吸收的紫外线辐射量,因此很有价值。

您可以在新增的环形紫外反应器带粒子追踪的环形紫外反应器教学案例中查看这一新特征的应用演示。

紫外线灯模型,其中以 Magma 颜色表显示注量率,并用红色箭头表示光线。 紫外线灯周围注量率的切面图,其中还显示一小部分光线。

伪随机数生成算法得到改进

“射线光学模块”包含多种依赖于 PRNG 的功能,例如:

  • 对载有粒子的介质中的消光进行蒙特卡罗建模
  • 漫反射和各向同性散射
  • 用于粗糙边界建模的面法向扰动
  • 一定条件下的射线-边界相互作用

这些示例中使用的 PRNG 方法已得到改进,已不太可能在理想情况下本应不相关的随机数之间产生相关性,包括作用于不同光线的随机边界条件,以及随机生成的矢量分量之间不需要的相关性。现有的碟式太阳能接收器教学案例演示了这一新的功能改进。

抛物面天线模型,其中以 Magma 颜色表显示反射光线。 来自抛物面天线的反射光线,图中包含太阳临边昏暗和表面粗糙度的影响。粗糙度模型在初始化每条释放光线的方向时,对于面法向应用了伪随机生成的扰动。

“仅在解中存储累积变量”的选项

根据具体的应用,累积变量(例如域内的沉积射线功率或注量率)可能比单个光线的位置和方向更有价值。您现在可以使用相关选项仅在解中保留累积变量,而放弃与光线相关的自由度,从而减小文件的大小。新增的环形紫外反应器带粒子追踪的环形紫外反应器教学案例中演示了这一特征。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示了“模型开发器”,其中突出显示“几何光学”节点,并显示其对应的“设置”窗口;“图形”窗口中显示反应器模型。 仅在解中存储注量率(而不是单独的光线位置)以减小文件大小时,几何光学接口的设置。

光学材料库更新

“射线光学模块”和“波动光学模块”的光学材料库中添加了来自株式会社小原公司的熔融石英和 i 线玻璃。与其他类型的玻璃相比,熔融石英和 i 线玻璃在紫外线和近紫外线波长处通常具有更高的透光率。

新增的教学案例

COMSOL Multiphysics® 6.1 版本的“射线光学模块”新增了三个教学案例。