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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。

<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>

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。 ?

Q是局部產熱率或源項，控制暴露在集中太陽輻射下的樣品表面吸收的凈能量。Shang和Li計算了5種不同的產熱源在太陽能電池中的作用：熱化、焦耳熱、體復合、表面復合和Peltier熱。

此外，當激勵頻率超過板的臨界頻率時，板的振幅和聲輻射響應會急劇下降。 3. 板的尺寸和形狀：板的尺寸和形狀會影響板的固有頻率和振動模式，從而影響聲輻射響應。通常情況下，較大的板和不規則形狀的板會產生更復雜的振動模式和更強的聲輻射響應。 4. 材料特性：板的材料特性也會影響聲輻射響應。例如，較薄的板和較柔軟的材料會產生更高的振幅和更強的聲輻射響應。

舉例來說，假設將太空中各個點的熱輻射強度向量看作一個向量場，那么某個熱輻射源（比如太陽）周邊的熱輻射強度向量都指向外，說明太陽是不斷產生新的熱輻射的源頭，其散度大于零。 3. 旋度 旋度是矢量分析中的一個矢量算子，可以表示三維矢量場對某一點附近的微元造成的旋轉程度。 這個矢量提供了矢量場在這一點的旋轉性質。

使用COMSOL Multiphysics 軟件基礎模塊時，我們可以使用前面兩種方法。使用傳熱模塊時，對于薄層條件，還有其他選項可以考慮更一般的多層邊界，這些邊界可以由幾層材料組成。 結束語 在結束上述討論之前，我們來快速地回答一些關于輻射傳熱問題。雖然這篇文章沒有討論輻射，但工程師在建模時必須始終考慮它。暴露在環境條件下的表面會向周圍輻射熱量，并被太陽加熱。

雖然很美觀，但太陽輻射得熱量會導致外部泡沫隔熱層熔化。 聚碳酸酯雨幕系統的 CFD 仿真，其中竣工條件導致意想不到的太陽輻射得熱量。產生的問題包括面板變形和 XPS 隔熱層的表面熔化。對雨幕改造的 CFD 分析成功地確定了允許的最大太陽輻射得熱量和最低的通風要求。圖片由 Steven Doggett 提供。

03圖文導讀圖1 輻射降溫材料或器件的基本原理、設計策略、多功能化及應用圖2 基于強熱紅外發射材料與高太陽反射金屬集成的輻射冷卻器設計策略圖3 高太陽反射率多孔結構日間輻射冷卻器的設計策略圖4 光纖紡絲處理多孔結構日間輻射冷卻器的設計策略圖5 目前的設計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。

The resonant angular frequencies ωA and ωB are obtained from the Frequency-domain simulations by the commercial software COMSOL Multiphysics with the preset “Pressure Acoustics, Frequency Domain” module

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。

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。

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。

大氣質量系數( 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。標準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，會對材料的輻射制冷性能產生顯著影響。

高漫反射 PS 泡沫顆粒與纖維打印紙的結合，使FPC太陽光譜反射率達到 96%，在太陽直射下平均產生8.4 °C的溫降和90 W/m 2的冷卻功率。同時，FPC在高濕度下仍能保持較高的太陽光反射率，促進其在潮濕的亞熱帶地區的應用。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。