多波段热辐射模型参考
多波段热辐射模型可用于模拟与波长或频率相关的漫射和反射辐射。在此模型中,波长波段指定介质和周围表面的辐射属性。
选择波段的数量和范围来描述属性相对于波长的变化。在求解过程中,使用指定的属性为每个定义的波段求解控制辐射方程。然后,通过整合(汇总)每个单独波段的求解来获得总辐射求解。由于需要为每个波段求解控制方程,辐射求解时间通常随波段数而线性增加。因此,通常要在精度和计算时间之间进行权衡。
吸收是一种现象,用于描述材料或边界从入射辐射能量移除的能量。吸收率是一种属性,它是吸收的辐射能量与边界上的总入射辐射能量的比率。对于表面,吸收率支配吸收;而对于参与介质,吸收系数支配吸收。依据基尔霍夫定律,光谱定向发射率等于光谱定向吸收率。在 Simcenter STAR-CCM+ 中,不使用定向属性,因此会实现基尔霍夫定律,因为光谱发射率等于光谱吸收率。因此对于多波段模型中的每个波段,发射率等于吸收率。对于灰体模型,属性独立于方向和波长,并且整个光谱的发射率等于吸收率。
可使用光谱波段子节点定义多波段模型的波段。
理论 | 请参见理论指南 — 辐射平衡。 | ||
提供方式 | |||
节点路径示例 | |||
要求 |
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属性 |
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激活 | 模型控制(子节点) | ||
边界输入 | 请参见边界设置。 | ||
场函数 | 直接定向入射辐射、<band-name> 的直接定向入射辐射、散射不对称参数。请参见辐射场函数参考。 |
边界设置
光谱波段
当激活多波段热辐射时,将使用光谱波段描述辐射光谱的离散化。光谱分为多个离散的波段,每个波段由波长下限和上限定义。每个波段的表面和介质属性可能不同。必须选择波段数和范围来表示辐射属性相对于波长的变化。但是,如前所述,辐射求解时间随波段数线性增加,因此通常需要在精度和运行时之间进行权衡。
光谱波段节点位于“多波段热辐射”节点的下面。可以通过右键单击该节点,然后选择新建,将各个波段添加到此管理器节点。创建新波段后,可以根据波段属性指定新波段的波长下限和上限范围。
定义波段的规则是:
- 对于单个波段,波长下限必须小于波长上限。
- 波段不能相互重叠。
一般情况下,波段必须连续,并跨越分析的特征温度的相关波长域部分。(请参见标准辐射说明手册中的普朗克分布。)热辐射的相关域通常在 0.1-1000 微米之间,但根据特征温度,它可以更窄。
- 如果在多个连续体中激活辐射,则每个连续体中的波段集合必须相同。可以通过定义一个连续体中的光谱波段,然后将波段复制到任何其他连续体,以满足此规则。
AMG 线性求解器默认值
对于多波段热辐射模型,循环类型的默认值为可变循环,并且在 DO 辐射求解器进行第一次外部迭代期间,将限制收敛容差,以将边界上存储的光谱求解传播至参与介质。请参见 AMG 线性求解器参考和DO 辐射求解器。