Kdybychom sami neměli chyby, nečinilo by nám to takové potěšení upozorňovat na chyby druhých.
-- Rochefoucauld |
|||||||||||||||
■ Diskuzní fórum
■ Pískoviště ■ Poslední změny ■ Registrace ■ Etický kodex ■ Nápověda ■ Administrace ■ Hlášení chyb © 1999-2008 HEAT JSPWiki v2.4.104
|
This is version 6.
It is not the current version, and thus it cannot be edited.
[Back to current version] [Restore this version] Metoda sledování paprsku (ray-tracing)
Příbuzné pojmy
Metoda sledování paprsků je jednou z nejpoužívanějších metod v úlohách zářivého přenosu tepla, ve kterých se pracuje se zrcadlovými plochami. Hlavním principem této metody je, že záření vysálané z povrchového elementu v jistém rozsahu prostorových úhlů může být aproximováno jedním paprskem, vliv rozptylu je zanedbán. Algoritmus sleduje cesty, kterými paprsky tepelného záření prochází konfigurací teplosměnných ploch a těles, propočítává odrazy, lomy, útlum a absorpci, kdykoliv dojde k dopadu paprsku na tyto plochy a tělesa. K tomu využívá komplexních matematických rovnic založených na analytické geometrii. Průběh výpočtu provádí následující kroky
Výhodami této metody jsou jednoduchost, lze zvýšit přesnost zvýšením počtu paprsků a je aplikovatelný na široký rozsah úloh přenosu tepla zářením včetně úloh s odrazy na lesklých plochách a lomem světla a to i v závislosti na jeho vlnové délce. Nevýhodou může být požadavek na velký výpočetní výkon pro řešení problémů s velkým počtem paprsků. Knihovna metody sledování paprskuZdroje záření jsou modelovány množinou emitovaných paprsků, každý paprsek má přiřazenu svoji počáteční intenzitu. Každý paprsek je jednoznačně určen následujícími atributy: {{ výchozí bod},{koncový bod},{intenzita paprsku, index lomu prostředí ve kterém se paprsek nachází}} V budoucnu lze volitelně přidat i vlnovou délku a další atributy. Parametry zrcadla {{výchozí bod}, {koncový bod}, {identifikace zrcadla = 1, účinnost odrazu ∈ (0, 1)}} Intenzita paprsku je při odrazu od zrcadlových částečně tlumena. Pro práci s průhlednými tělesy je nutné přidat další optickou entitu, kterou jsou průhledná tělesa (např. optické hranoly), na kterých se paprsek lomí. Parametry průhledného povrchu: {{výchozí bod}, {koncový bod}, {identifikace průhledného povrchu = 2,0},{index lomu1, index lomu 2}} Iterativní sledování paprsku se spouští zavoláním funkce SledujPaprsekEx, která má jako parametry paprsek, pole optických segmentů - zrcadel a průhledných povrchů, parametr iteraci při prvním spuštění je 1 a ignorujSegment 0. SledujPaprsekEx[Paprsek_, PoleOptickychSegmentu_, iterace_, ignorujSegment_] PříkladNejprve načteme knihovnu sledování paprsku, nastavíme maximální počet odrazů (důležitý parametr proti zacyklení) a výřez, který bude zobrazován. Get["c:/creflector.m"]; MaxIterationNumber=10; vyrezGrafu={{0.,6.},{-5.,5.}}; Paprsek pošleme šikmo do konfigurace. Paprsky = {{3., 4.}, {2., 3.7}, {1., 1.}}; Konfiguraci budou tvořit dvě paralelní ideální zrcadlové plochy PoleOptickychSegmentu = Join[{ {{1., -4.}, {1., 4.}, {1., 1.}}, {{5., -4.}, {5., 4.}, {1., 1.}} }]; Připravíme a vynulujeme proměnnou, do které bude vkládána cesta paprsku při odrazech. paprskyProGrafiku = {{{0, 0}, {0, 0; }}} A pustíme na to algoritmus. SledujPaprsekEx[Paprsky, PoleOptickychSegmentu, 1, 0]; Výsledek zobrazíme funkcí NakresliKonfiguraciEx[PoleOptickychSegmentu, paprskyProGrafiku]
Nyní do cesty vložíme skleněný hranol. PoleOptickychSegmentu = Join[{ {{1., -4.}, {1., 4.}, {1., 1.}}, {{5., -4.}, {5., 4.}, {1., 1.}}, {{3., 2.}, {2., 0.}, {2., 0.}, {1., 1.52}}, {{2., 0.}, {4., 0.}, {2., 0.}, {1., 1.52}}, {{3., 2.}, {4., 0.}, {2., 0.}, {1., 1.52}} }]; paprskyProGrafiku = {{{0, 0}, {0, 0}} }; SledujPaprsekEx[Paprsky, PoleOptickychSegmentu, 1, 0]; NakresliKonfiguraciEx[PoleOptickychSegmentu, paprskyProGrafiku] Výsledek je zajímavý tím, že došlo k totálnímu odrazu od vnitřního povrchu skleněného hranolu.
Under Construction
Cesta: Úvodní strana ****
Otevřená oborová encyklopedie elektrotepelné techniky, © 2005 N. Burbaki
Přílohy
|