Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

TPI_slaydy

.pdf
Скачиваний:
37
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
2.8 Mб
Скачать

Исследование F(y)

F(y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

y [0, [

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2κ D

 

 

 

 

 

F( y)

 

 

ctg y

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

y0

 

 

 

 

 

 

1.

Определим F(y→0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неопределенность 0/0 раскры-

 

 

 

F(0)=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ваем по правилу Лопиталя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Знак производной

 

 

 

 

 

dF( y)

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

= −

 

 

+

 

> 0

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

y = y

y3

+

y5

−L

 

 

 

dy

 

y2

 

sin2 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3!

5!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y > sin y

 

 

 

 

 

 

При

 

ν Σf > Σa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

есть положительное решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

y0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

для r = R

> 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

κ

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Огородников И.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теория переноса излучения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ogo@dpt.ustu.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Односкоростное кинетическое уравнение

Огородников И.Н.

Теория переноса излучения

ogo@dpt.ustu.ru

 

Ludwig E. Boltzmann (1844 – Sept. 5, 1906)

Огородников И.Н.

Теория переноса излучения

ogo@dpt.ustu.ru

 

3.1. Вводные понятия

газокинетическое уравнение

Людвиг Больцман, 1872 г.

кинетическое уравнение переноса нейтронов и фотонов

большие градиенты рассеяния и

источников

Огородников И.Н. ogo@dpt.ustu.ru

Z

Ω| Ω |=1

 

θ

 

 

 

Y

X

 

ψ

r

ir

r

Ω = Ωx

y rj z k

Ωx = sin θ cosψ Ωy = sin θ sinψ Ωz = cos θ

Теория переноса излучения

Основные определения

Пучок частиц

Ω

Ω

(ΔΩ)r

 

 

 

Ω

Z

 

 

 

 

Vi

 

 

 

 

 

Количество частиц пучка в объеме

 

 

 

r

 

 

F ( V , ΔΩ,t)

Фазовая плотность частиц

X Y

dF ( V , ΔΩ,t)

 

 

F ( V , ΔΩ,t)

 

r r

= lim

 

 

= n(r , Ω,t)

d( VΔΩ)

| V ΔΩ |

ΔΩV 00

 

 

 

Огородников И.Н.

 

 

 

Теория переноса излучения

ogo@dpt.ustu.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные определения

 

Фазовая плотность потока

ϕ(rr, Ω,t) = v n(rr, Ω,t)

 

 

Фазовая плотность столкновений

r r

 

 

 

 

 

 

Σi ϕ(r , Ω,t)

 

 

 

 

i = a, s, f

 

 

Связь фазовых и интегральных функций

n(rr,t) = n(rr, Ωr,t)dΩ

4π

ϕ(rr,t) = ϕ(rr, Ωr,t)dΩ

4π

Огородников И.Н.

 

 

 

Теория переноса излучения

ogo@dpt.ustu.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Плотность кинетического тока

n

 

 

 

Ω

 

Сколько частиц пучка пройдет

h

 

 

 

 

 

через площадку

S в сторону

 

 

 

 

 

нормали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

Пренебрегаем:

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

- взаимодействием в пучке;

 

 

 

 

 

- приходом в пучок;

t

 

t+

t

 

- вкладом источников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l = v t

 

 

 

 

 

h =

 

r

 

r

t

 

l nr)= v nr)

 

V = h

 

r

t S

 

S = v nr)

 

 

 

 

 

 

r

 

C0 = n(r, Ω,t) ΔΩ V = (Ω nr) ϕ(r, Ω,t) ΔΩ

t S

Огородников И.Н.

 

Теория переноса излучения

ogo@dpt.ustu.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дополнительные вклады

1. Вклад источников

r

r

V ΔΩ

r

C q(r , Ω,t)

t = q(r , Ω,t) ( S v t) ΔΩ t =

1

 

 

 

= A1 S ΔΩ ( t)2

2. Вклад поглощения (убыль частиц)

r r

V ΔΩ

r

C2 ΣA ϕ(r , Ω,t)

t = ΣA ϕ(r , Ω,t) ( S v t) ΔΩ t =

= A2 S ΔΩ ( t)2

3. Вклад перетекания через поверхность (убыль частиц)

r

r

плотность тока

 

r

r

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

(r , Ω,t)

 

j(r

, Ω,t) n

 

 

 

r

 

 

r

r

r

r

 

 

 

r

r

 

 

r

C3 ΔΩ

dS =ΔΩ

 

t j

(r

, Ω,t) n

t j

(r

, Ω,t) dS

 

 

S

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

Огородников И.Н.

 

 

 

Теория переноса излучения

ogo@dpt.ustu.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плотность кинетического тока

теорема Остроградского-Гаусса

 

S

r

 

 

 

 

 

 

 

 

r

V

 

 

 

 

 

 

 

r r

 

 

 

 

 

 

 

 

r r

 

 

 

 

 

≈ ΔΩ t j(r , Ω,t) V = ΔΩ t j(r , Ω,t) S v t =

= A3 S ΔΩ ( t)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r r r

r

dC

 

 

 

 

 

 

C

0

 

+C C

2

C

3

 

(j (r , Ω,t)

n)=

 

 

 

= lim

 

 

 

 

1

 

 

=

d( SΔΩΔt)

 

 

 

S ΔΩ

t

 

C3 ΔΩ t

j(rr, Ω,t) dS

= ΔΩ t

j(rr, Ω,t) dV =

v

 

 

r

 

 

 

t0

 

 

 

 

 

v

 

 

 

r

 

 

+(A

A A

)

 

 

 

= lim [(Ω nr) ϕ(rr, Ω,t)

t]= (Ω nr) ϕ(rr, Ω,t)

S 0

 

 

 

 

 

1

2

 

3

 

 

 

 

 

фазовая

ΔΩ→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(j(rr, Ω,t) nr)= (Ω nr) ϕ(rr, Ω,t)

 

t0

 

 

 

 

 

 

 

векторная

 

 

 

r r

r

 

v

 

r

r

 

 

 

плотность

 

 

 

j (r , Ω,t) = Ω ϕ(r ,

Ω,t)

 

 

тока

Огородников И.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теория переноса излучения

ogo@dpt.ustu.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следствие

j+ =

 

r

 

 

 

 

nr) ϕ(rr, Ω,t)dΩ

 

 

 

 

 

 

 

j(rr, Ω,t) nr

 

=

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

nr)>0

 

r

 

j=

 

r

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j(rr, Ω,t) nr

= −

v

nr) ϕ(rr, Ω,t)dΩ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

nr)<0

r

v

r

jn = j+ j=

v nr) ϕ(rr, Ω,t)dΩ + v nr) ϕ(rr, Ω,t)dΩ =

 

 

 

 

nr)>0

 

 

 

 

nr)<0

 

 

 

v

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jn = nr) ϕ(rr, Ω,t)dΩ

 

 

 

4π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по определению

 

 

 

 

r r

 

r r

r r

r

 

 

 

v

 

j(r ,t) =

j(r , Ω,t)dΩ =

Ω ϕ(r , Ω,t)dΩ

 

 

 

 

4π

 

 

 

 

 

4π

 

 

 

Огородников И.Н.

 

 

 

Теория переноса излучения

ogo@dpt.ustu.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]