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1，問題描述 在我們計(jì)算暖通，以及室外高溫工況的一些仿真時(shí)，太陽輻射是不可忽略，這次和大家分享一下太陽輻射的仿真方式。按照慣例，我們還是進(jìn)行starccm和fluent的求解對(duì)比。由于網(wǎng)上關(guān)于fluent的太陽輻射案例較多，starccm卻寥寥無幾，所以本次我們先說starccm的太陽輻射仿真過程。

對(duì)于工商業(yè)儲(chǔ)能機(jī)柜，應(yīng)用于戶外，需要考慮太陽輻射對(duì)散熱影響，本案例基于icepak建立仿真模型，包括詳細(xì)仿真設(shè)置步驟及仿真模型，可直接下載運(yùn)行出結(jié)果。 ?

<p>本案例基于COMSOL軟件仿真了一沙灘受到太陽一天照射過程中人體及物體的溫度場變化情況，仿真結(jié)果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202203/dea0d4ff4f6c48818b7ff9b0be171f02.gif" alt="Untitled1.gif"></p><p>感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎交流</p>

03圖文導(dǎo)讀圖1 輻射降溫材料或器件的基本原理、設(shè)計(jì)策略、多功能化及應(yīng)用圖2 基于強(qiáng)熱紅外發(fā)射材料與高太陽反射金屬集成的輻射冷卻器設(shè)計(jì)策略圖3 高太陽反射率多孔結(jié)構(gòu)日間輻射冷卻器的設(shè)計(jì)策略圖4 光纖紡絲處理多孔結(jié)構(gòu)日間輻射冷卻器的設(shè)計(jì)策略圖5 目前的設(shè)計(jì)策略的日間輻射冷卻器通過粒子包埋過程的高太陽反射率

該團(tuán)隊(duì)報(bào)道了生物合成細(xì)菌纖維素(BC)基輻射冷卻(Bio-RC)材料的設(shè)計(jì)和規(guī)?；圃?，該材料具有可切換的太陽透射率。該材料是通過在原位培養(yǎng)過程中將二氧化硅微球與連續(xù)分泌的纖維素納米纖維纏結(jié)而開發(fā)的。由此產(chǎn)生的薄膜顯示出很高的太陽反射(95.3%)，在濕潤時(shí)可以很容易地在不透明狀態(tài)和透明狀態(tài)之間切換。

輻射涂層可以在不使用機(jī)械制冷設(shè)備的情況下提供被動(dòng)冷卻。這些涂層旨在反射太陽輻射并向寒冷的外太空發(fā)射熱輻射，從而實(shí)現(xiàn)無電自發(fā)冷卻。近年來，研究人員在輻射涂層方面取得了許多進(jìn)展，這在很大程度上要?dú)w功于微納加工方面的創(chuàng)新。今天的CTT概述了最近發(fā)表在《科學(xué)》第382卷第6671期上的兩篇論文，這兩篇論文利用這種制造技術(shù)來開發(fā)新的輻射涂層。

輻射冷卻技術(shù)已經(jīng)成為一種很有前途的替代方案，它提供有效的冷卻能力，不消耗電力，并且不會(huì)向環(huán)境中釋放有害化學(xué)物質(zhì)。這種新的冷卻技術(shù)是通過反射太陽輻射并將紅外輻射發(fā)射到寒冷的空間中來實(shí)現(xiàn)的。為了達(dá)到有效的冷卻效果，材料在大氣窗口波段(8 ~ 15 μm)具有高發(fā)射率，在太陽波段(0.3 ~ 2.5 μm)具有高反射率。

圖5 戶外冷卻和散熱性能測試：（a）戶外冷卻實(shí)驗(yàn)裝置原理圖和（b）光學(xué)圖；（c）環(huán)境溫度以下和環(huán)境溫度以上實(shí)驗(yàn)的樣品設(shè)置示意圖；（d）環(huán)境溫度以下實(shí)驗(yàn)樣品及環(huán)境溫度變化和實(shí)驗(yàn)時(shí)間段的太陽輻射強(qiáng)度；（e）環(huán)境溫度以上實(shí)驗(yàn)樣品及環(huán)境溫度變化和實(shí)驗(yàn)時(shí)間段的太陽輻射強(qiáng)度；（d）在1D和3D基底上實(shí)驗(yàn)樣品及環(huán)境溫度變化和實(shí)驗(yàn)時(shí)間段的太陽輻射強(qiáng)度。

大氣質(zhì)量系數(shù)( air mass，AM)常用來表征太陽光穿過大氣層后的太陽光譜，定義為直接穿過大氣層的光程長度。標(biāo)準(zhǔn)的太陽平均輻照度通常由 AM1.5 太陽光譜表示，具體分布如圖 1( b) 所示。為保證輻射制冷效果，至少須反射 90%的入射陽光。輻射體表面太陽反射率的微小變化，會(huì)對(duì)材料的輻射制冷性能產(chǎn)生顯著影響。

高漫反射 PS 泡沫顆粒與纖維打印紙的結(jié)合，使FPC太陽光譜反射率達(dá)到 96%，在太陽直射下平均產(chǎn)生8.4 °C的溫降和90 W/m 2的冷卻功率。同時(shí)，F(xiàn)PC在高濕度下仍能保持較高的太陽光反射率，促進(jìn)其在潮濕的亞熱帶地區(qū)的應(yīng)用。此外，低成本材料和簡單制造方法將為有效的白天輻射冷卻提供有效途徑。

當(dāng)原恒星逐漸穩(wěn)定后，它周圍已經(jīng)積累了大部分原始?xì)怏w，圓盤中的氣體變得不那么稠密，恒星會(huì)對(duì)其加熱并產(chǎn)生強(qiáng)烈的電離輻射。每顆行星和圓盤之間的引力互作用隨之發(fā)生變化，因?yàn)樾行莾?nèi)部的氣體不再像蒸發(fā)之前那樣多了，同時(shí)強(qiáng)烈的電離輻射推動(dòng)它們開始后退，唯一的例外是木星，因?yàn)樗诖酥熬鸵呀?jīng)吞噬了圓盤中足夠多的氣體以達(dá)到現(xiàn)在的巨大尺寸。然而，當(dāng)其他行星遠(yuǎn)離太陽時(shí)，它們破壞了太陽系的穩(wěn)定。

02成果掠影 近期，哈爾濱工業(yè)大學(xué)教師程子明及博士生張鑫平，針對(duì)目前輻射制冷技術(shù)在追求雙波段(太陽波段和大氣窗口波段)光學(xué)特性和兼容多種應(yīng)用功能需求之間的權(quán)衡與挑戰(zhàn)，受人體皮膚表皮層和真皮層結(jié)構(gòu)的高效光學(xué)性能和防水透氣性能啟發(fā)，成功設(shè)計(jì)并制備出一種具有超高光學(xué)特性且兼具良好透氣性耐久性和柔韌性的高效仿生輻射制冷織物。

(2) 光熱轉(zhuǎn)換與輻射制冷機(jī)制：被動(dòng)式太陽能加熱和輻射冷卻的應(yīng)用，作為具有動(dòng)態(tài)雙面神行為的典型示例，通過材料太陽光吸收和紅外發(fā)射光譜的有效調(diào)控，實(shí)現(xiàn)地球和太陽/太空之間的能量選擇性傳遞。這種應(yīng)用滿足工作流程可逆（例如地面物體的溫度可調(diào)節(jié)），并且能量流向不同（例如，升溫即太陽向地面物體傳遞熱量；降溫即地面物體向太空傳遞熱量），協(xié)同研究從而有助于能量的高效利用。

四、與氙燈老化試驗(yàn)箱的區(qū)別氙燈是在紫外線和可見光范圍內(nèi)模擬太陽輻射最好的人造光源，但其光譜中含有過多的紅外輻射，只有配備特殊的濾光器，才能在全光譜范圍內(nèi)模擬太陽輻射，而且，它在紫外線和可見光范圍內(nèi)輻射效率低，不適合使用在大型試驗(yàn)箱中，目前最適合模擬全光譜太陽輻射的光源是金屬鹵素?zé)簟?/div>