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1，問題描述 在我們計算暖通，以及室外高溫工況的一些仿真時，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，我們還是進行starccm和fluent的求解對比。由于網上關于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。

對于工商業儲能機柜，應用于戶外，需要考慮太陽輻射對散熱影響，本案例基于icepak建立仿真模型，包括詳細仿真設置步驟及仿真模型，可直接下載運行出結果。 ?

輻射降溫技術是一種無需能量輸入的物理降溫技術，它通過對太陽光和中紅外波段光譜進行選擇性精準調控，最終實現物體的無源持續降溫。該技術有助于緩解能源危機和溫室效應，對實現“雙碳”目標具有重要意義。近年來，關于輻射降溫材料的理論模型、基本原理和精準成型的研究已經取得了一定的進展。

(b) FPC跨角度的太陽反射率和 (c) 熱紅外發射率。(d) 不同質量比的FPC樣品的半球光譜發射率和 (e) 應力應變曲線。 圖4 (a) 輻射冷卻系統的制冷溫度和輻射冷卻功率在 24 小時內的變化。(b) 理論露水收集潛力。

<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圖文導讀圖1 受人體皮膚啟發的仿生輻射制冷織物的理論設計。 圖2 仿生輻射制冷織物的制備與表征。 圖3 仿生輻射制冷織物的戶外降溫測試。

日間RC材料的亞環境冷卻能力源于其通過大氣透明窗口向寒冷的外層空間發射熱量(作為熱發射器)的能力，同時拒絕太陽輻射(具有高太陽反射率)。各種高效的熱輻射體已經被開發出來，作為建筑和個人熱管理的日間RC材料。根據中紅外(MIR)波段的光譜響應，這些熱發射體主要可分為非選擇性熱發射體和選擇性熱發射體。

這些理論為研究人員探索光熱技術和輻射制冷技術聯合應用提供充足的理論支持。圖3. 冷熱調控的能量流動軌跡以及對應材料的理想光譜(3) 光熱轉換與輻射制冷應用場景對比：太陽加熱和輻射冷卻技術在水資源獲取、發電、智能服裝、溫控建筑物、智能窗戶、防結冰及冰川保護和農業種植等領域展現出巨大潛力。

根據能量平衡理論，輻射體表面的凈輻射制冷功率可表示為：Pnet-cooling = Prad - Patm - Psolar - Pnon-radiative (1)圖 1 輻射制冷基本原理日間輻射制冷由于陽光照射會導致輻射體表面溫度升高，故輻射制冷材料需要對太陽輻射有很高的反射率( 一般大于 0. 9)。

該團隊報道了生物合成細菌纖維素(BC)基輻射冷卻(Bio-RC)材料的設計和規模化制造，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過程中將二氧化硅微球與連續分泌的纖維素納米纖維纏結而開發的。由此產生的薄膜顯示出很高的太陽反射(95.3%)，在濕潤時可以很容易地在不透明狀態和透明狀態之間切換。

輻射涂層可以在不使用機械制冷設備的情況下提供被動冷卻。這些涂層旨在反射太陽輻射并向寒冷的外太空發射熱輻射，從而實現無電自發冷卻。近年來，研究人員在輻射涂層方面取得了許多進展，這在很大程度上要歸功于微納加工方面的創新。今天的CTT概述了最近發表在《科學》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來開發新的輻射涂層。

傳統的主動熱管理方法存在一定的弊端，而輻射熱管理具有零能耗和高集成度等優點，在精密電子儀器中具有獨特的優勢。其相關的涂層設計適合于太陽光照射可能引入溫度變化的空間環境。為了實現熱動態平衡，在變化的熱環境中動態穩定溫度，輻射外殼要求發射率能夠根據被保護物體的熱狀態做出響應，從而動態調節熱負荷，穩定溫度。

輻射冷卻技術已經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，并且不會向環境中釋放有害化學物質。這種新的冷卻技術是通過反射太陽輻射并將紅外輻射發射到寒冷的空間中來實現的。為了達到有效的冷卻效果，材料在大氣窗口波段(8 ~ 15 μm)具有高發射率，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）戶外冷卻實驗裝置原理圖和（b）光學圖；（c）環境溫度以下和環境溫度以上實驗的樣品設置示意圖；（d）環境溫度以下實驗樣品及環境溫度變化和實驗時間段的太陽輻射強度；（e）環境溫度以上實驗樣品及環境溫度變化和實驗時間段的太陽輻射強度；（d）在1D和3D基底上實驗樣品及環境溫度變化和實驗時間段的太陽輻射強度。

3種方案中電池艙的結構形式均相同，其中空調散熱系統所需制冷總量C的理論計算公式為: 式中:Ch為元器件發熱功耗，W；Cs為環境滲入(出)熱量，W；Cr為太陽輻射熱量，W。

當原恒星逐漸穩定后，它周圍已經積累了大部分原始氣體，圓盤中的氣體變得不那么稠密，恒星會對其加熱并產生強烈的電離輻射。每顆行星和圓盤之間的引力互作用隨之發生變化，因為行星內部的氣體不再像蒸發之前那樣多了，同時強烈的電離輻射推動它們開始后退，唯一的例外是木星，因為它在此之前就已經吞噬了圓盤中足夠多的氣體以達到現在的巨大尺寸。然而，當其他行星遠離太陽時，它們破壞了太陽系的穩定。

四、與氙燈老化試驗箱的區別氙燈是在紫外線和可見光范圍內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模擬太陽輻射，而且，它在紫外線和可見光范圍內輻射效率低，不適合使用在大型試驗箱中，目前最適合模擬全光譜太陽輻射的光源是金屬鹵素燈。