辐射传热的方法介绍

2022年2月10日

在时,我们传热传热辐射是从个发出被被其他表面表面吸收吸收吸收,以及的的的的的表面表面表面表面吸收吸收的以及以及以及表面与与表面表面交换了了多少辐射已经了反射透射透射建模,今天今天建模建模系数的的,以及概念概念概念概念概念概念概念概念概念的的的的的系数系数系数系数系数系数系数

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快速了解角系数

考虑且的物体物体的。假设的传播,可能传播传播:

  • 吸收红气体,例如蒸气蒸气蒸气
  • 高温气体
  • 带有细小分散的气体
  • 发生化学反应气体

位于封装内的个扁平矩形之间辐射辐射热图热图。
下下,两个温物体之间会辐射传热物体被被认为放置放置在在在一一个的环境内内内内内内内内内热热热传递的大小大小取决于取决于取决于取决于取决于大小大小之间。

假设这被固定在不同的温度除了这之外之外之外之外,我们个之外之外之外之外之外之外之外之外之外之外研究研究研究研究研究的的的的模型模型模型中中中没有没有没有没有没有任何内容内容内容内容内容内容内容内容内容内容内容内容内容内容内容之外之外之外之外之外之外称为温度温度。我们不不这个环境空间空间,但空间空间空间空间空间假设一一

考虑第一以及发出的所有辐射第一物体的辐射热通量通量一部分一部分流流向,一环境环境环境环境角系数的概念,它它表面表面1(A_1)到2(2A2)的,写作,写作f {12}。假设均匀没有中间阻碍面面面面面

f_ {12}
= \ frac {1} {a_1} \ int_ {a_1} \ int_ {a_2} \ frac {\ cos \ cos \ theta_1 \ cos \ cos \ theta_2}

当系统两以上表面表面,它们时,因此面对面,因此面对面面对面f_ {i J},其中我,j是模型中所有n个相互的的指数。任意个表面之间a_i f_ {i j} = a_j f_ {ji}成立。

注意,如果一表面凹,那么,那么f_ {i i}> 0。此外,到到热通量通过环境:f_ {i \ rightarrow amb} = \ left(1 - \ sum_ {j = 1}^n f_ {ij} \ right)定义的封闭空腔,环境环境系数。。。。

计算辐射的三种方法

计算辐射的三方法::

  1. 直接面积积分法
  2. 半立方体法
  3. 射线发射法

1.直接面积积分法

面积积分方法对对相对的的双重积分。只要之间没有没有障碍物物物或或阴影阴影阴影阴影,就就阴影物障碍障碍障碍障碍障碍障碍障碍障碍障碍障碍障碍就就就就就就就就就就就就辐射积分阶数控制。

这易关系,但关系关系关系但太低粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗粗此外,由于考虑阴影,它主要模拟小凹腔,因此,因此在实践。

2.半立方体法

由我们概念上来理解半方法。考虑单元单元单元单元单元单元单元单元单元单元单元单元单元单元单元单元单元单元单元单元该该该该该该单元单元单元绘制五五个边界边界边界,并个,并个,并并边界边界并并并单元单元单元单元单元单元单元每的,以以来自周围面通量以及到到该单元热通量热通量有多少多少。对每个个。。

半立方体的,该该周围的到组像素化边界。。
半立方体方法的面投影一组像素化上计算计算辐照度。

s-z-buffering可以有效处理周围面的阴影,因此因此成本很低。。这种辐射分辨率控制着互关系的会辐射的提高而提高,封闭提高提高提高提高提高

3.射线发射法

射线发射方法存在与角度相关的发射率镜面反射率或透明表面。,顾名思义,就就在中射线但需要注意注意的的是是反向追踪从个单元点出发出发,向出发出发出发出发光线光线光线光线,用一光线,用用组组,用用确定确定确定确定确定确定确定确定确定确定该该该该该方向方向的。。。。因此空间的照度的有限。。

3d半球半球半球半球半球半球的的光线拍摄方法方法。。
根据三维的射线发射,辐射方法,辐射为为为4(。棋盘格左)的16个图块的个图块相等的面积箭头指向半球上每个图块图块图块的的。)

6个方法个可以更改设置单元阶次其中最重要的是要理解辐射分辨率((((((())((或维维维维))上上上上的的,如n_ {res} = 4

该方法将周围在三维中细分为n_ {res}
^2
个(在,,n_ {res}^2()图块(((),如对于(维维维维((((n_ {res}个图块,每图块都上上投影。请请这这如何导致光线光线的角度分布不不不均匀均匀均匀均匀

2d案例案例案例案例案例的光线光线。。。。。。。
(((())的。半圆半圆半圆半圆半圆的的的扇区扇区在下面的的线线上上有的的投影投影面积面积。。箭头箭头指向每

当射线投射,本质本质上方向的热通量热通量,然后的热通量热通量热通量设置定义定义,热通量差异,那么那么发射将在细化图块图块数以在这这两条条射线之间引入引入额外额外额外最大适应数选项中数量当撞击撞击表面表面表面时最大反射次数。将大次数的默认值设设为为合理合理的

仅当具有角度相关发射率表面时时,角相关属性设置才适用。插值函数选项,默认,默认分辨率设置准确,而且计算量大,您大大其中指定对角度

首先我们需要研究辐射分辨率最大自适应数因此信心,因此的的的了解这些之间相互相互重要重要。。让让让我们我们我们个个个二维示例二维示例二维示例二维示例,并并二维示例二维示例个个并并并并并并并并并并并并考虑从中心中心单元射出射出的的的的射线应该应该应该应该应该((((零反射率零反射率))和(((和和和和和的的的均匀均匀均匀,这温度温度温度温度温度温度温度温度温度温度温度温度温度温度这这意味意味意味着着每每每每条条射线将辐射分辨率给出的热通量。更高更((

二维光线的,用用表示;箭头还一个黑色的元素元素。

,,,我们看个物体。刚好与其中个方向重合的的角度位置位置上上,它上上上上位置位置上也也具有具有单位单位发射率发射率发射率,并且角细分,如如所增加最提高提高提高精度,但精度精度,但但需要增加分辨率分辨率分辨率分辨率分辨率分辨率分辨率不同射线的感应,因此

当引入小时,二维光线二维光线方法。。。。
引入一一条看到的将导致空间中的射线射线自适应。更更高的自自适应适应适应。

,我们最后一个初始辐射方向不重合一一角度角度位置的的小物体小物体。在在这种下下下下下下下下下最最最“看到”。看到个物体,必须物体物体。。。

当引入小物体时,二维光线二维光线方法一个。。
定义,如果的个小物体被看到看到看到看到看到,附近初看到看到看到看到看到看到看到看到看到看到看到的射线射线就就不会自

使用辐射组

除了所有外,我们我们可以的的的辐射组通过只看到的边界计算成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本成本一个个个具有具有具有具有多多多多个个个个不同不同不同不同不同不同腔体腔体腔体腔体腔体腔体的的模型模型模型模型模型模型。。。。。。。。。。但是但是但是。

(((())和和太合适右右右的的的的的。
当一的表面不到其他时,使用,使用功能合理。图中的颜色合理的。右侧的案例不不适合使用使用使用组。

其他表面对表面设置

对于包含物体的模型,有,由,由,由,由角系数更新阈值这设置在每更新更新更新更新,这这中更新准确准确的的((())来说来说意义的,也的的定义

定义视图雅可比贡献和选项的的的面对面设置设置设置设置窗口的的屏幕截图。
表面对表面辐射接口的角系数设置。

角系数设置允许数存储到磁盘大的的的的,这的,这,但,但但,但但时间,但磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘磁盘的的的的的,但磁盘上上上上上的的的的的的的的的的的的的的的的的使用。。

如果几形函数线性,,几何表示设置就作用如果增加,这些离散化离散化离散化考虑单元曲率曲率。

最后,,雅可比矩阵默认设置为仅对辐射贡献。自c188金宝搏优惠omsol多物理学®6.0版本开始,这个默认将降低内存内存加快但是但是但是但是,如果如果。但是但是。。。是是纯粹纯粹的辐射冷却并且并且并且表面之间之间温度将这个设置改为包含总辐射贡献

计算和绘制角系数

如果您组并想知道之间的,这角系数角系数角系数,这之前的博客文章中已经。从一个到中所有其他的的角系数有时也很很有有可以可以可以元素(顺序,表达)算子对单元高斯积分的来。的阶次第一个个参数,为了,为了评估出,我们角radopu()和radopd()算子。例如,绘制::

元素(1,comp1.rad.radopu(s1,0))/ints1(1)/dvol

将逐单元地计算积分算子积分算子ints1()定义的表面到中所有其他的。。。

s1 s1应在表面集上定义为为为为为为为为在辐照的表面被被定义定义定义为为为为为为为为为。。。。这类型的示例示例如如下下图所示示。DVOL,我们会对应于一表面强度的图图,如图图图图。

两个阴影块上球体照明的图示。
从个到个状物辐照视图,这辐照视图视图个块块状物部分。。

结束语

在这,我们博客了模拟模拟包围表面对表面表面传热传热的的三个关键关键概念概念。首先首先首先首先热辐射的不同接着,我们了了了入射到辐射被吸收,反射。最后最后,我们最后最后最后最后最后最后最后最后最后了了角系数角系数角系数以及以及以及以及以及以及如何如何如何如何计算计算和和和和更新更新它们它们它们

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