表面辐射交换参考
表面辐射交换模拟仅考虑辐射和吸收表面，不考虑任何中间介质。
填充表面间空间的介质为非参与介质。也就是说它不会吸收、发射或散射辐射。在此类情况下，给每个表面施加的辐射属性和热边界条件可唯一定义表面接收和发射的辐射量。表面属性使用发射率、反射率、透射率和辐射温度进行量化。这些属性与方向无关；但是，在 Multiband Radiation(多波段辐射) 模型中，它们可以与辐射波长相关。表面辐射属性可用于各种边界类型，如壁面、出口、入口和交界面边界。与混合平面交界面对应的交界面边界是明显的例外。
表面至表面辐射模拟可通过混合平面交界面来连接不同区域。混合平面为非参与边界，因此，与透明边界类似，它不参与排放、吸附或反射。但是，与穿过全透明边界或交界面的辐射不同，穿过混合平面的辐射从另一侧射出时实现了径向平均。混合平面交界面的使用与太阳能负载模型或周向热通量平均模型不兼容。
辐射计算中不考虑充分发展的交界面。表面至表面计算中不存在相应的交界面边界，辐射可不间断地穿过这些边界。
交界面处的边界需要重合。由于网格化并不完美，交界面两侧之间所允许的容差非常小。光线追踪过程会忽略此分隔情况，并将几何视为重合。如果两个边界不重合且彼此之间的距离过大，光线追踪算法将停止提供有意义的结果。
对称平面和周期边界仅通过在正确的方向反射或定期转换辐射能量来影响辐射热传递。
有两个模型用于表面辐射交换模拟：表面至表面辐射和表面 Photon Monte Carlo。表面至表面 (S2S) 是一个确定性模型，使用视角因子（预先计算）来计算两个表面之间的辐射交换。表面 Photon Mote Carlo (SPMC) 是一个统计模型，通过光线跟踪对 RTE 求解。
块
表面辐射交换模型依赖于将边界表面空间离散化到块中。例如，可通过聚合基础网格的边界面形成块。
可通过块在精度和计算成本之间进行权衡。请参见块和角分辨率在表面至表面模型中的影响。
视角因子
S2S 模型依赖于为每个块量化其他块照亮的表面积部分的视角因子。此模型的操作分为两个步骤：
- 使用光线跟踪计算视角因子。
- 应用视角因子来计算所有表面上的辐射度和辐射场。
在视角因子计算步骤中，将应用确定性光线跟踪来计算这些因子。将使用此半球上的固定方向分布，跟踪光线至每个块上方的半球中。默认情况下，每个块使用 1024 条光线分布。
仅当几何和辐射属性（如透射率和镜面反射率）改变时，才必须计算视角因子。因此，它们通常只需计算一次，然后可以在组合模式热传递求解中重用，以更新表面发射功率（即温度）的辐射通量。
该两步方法的优点是光线跟踪的执行次数较少，计算效率较高。缺点是必须存储视角因子，这通常需要相当大的内存量。
| 注 | 视角因子按照从非漫射表面到其他部分漫射表面的方向计算，而不是相反方向。 |
块和视角因子在理论指南 - S2S（表面至表面）辐射一节中详细说明。
块和角分辨率在表面至表面模型中的影响
视角因子被视为可提高组合模式问题的计算效率。但是，自由度数（即块数量）通常有限。该限制是因为视角因子计数具有限值 O(N2)，其中 N 为块数量。Simcenter STAR-CCM+ 方法通过块和角分辨率灵活地帮助解决与视角因子关联的计算时间和内存问题。通过此方法，可运行具有约 100 万个块的案例。
使用表面至表面 (S2S) 模型的确定性光线跟踪方法，每个块的光线数会限制视角因子计数。通过求倒数，可得出每个块最多 2L 个视角因子，其中 L 为每个块的光线数。因此，每块具有 1024 条光线的 100 万个块可生成最多约 20 亿个视角因子。借助平行光线跟踪和 S2S 算法，使此数字在 Simcenter STAR-CCM+ 中从计算时间和内存方面而言都较易控制。可增加光线跟踪的分辨率来提高精度，但代价是计算时间和内存量增加。因此，需要在精度和所要求的计算资源（时间和内存）之间进行经典的权衡。
对于某些组合模式问题，如果在 S2S 计算中直接将边界面用作块，则平流/扩散传输的基础网格分辨率可能过高而被禁止。例如，某些模拟可能具有上亿个边界面，使 S2S 块和边界面之间的 1:1 比率难以处理。此外，如此精细的块分辨率对于精度而言并非始终需要，尤其当表面拓扑和表面温度不会迅速变化时。因此，Simcenter STAR-CCM+ 可灵活地使用比边界面分辨率更粗糙的块分辨率。例如，可通过聚合基础网格的边界面形成块。对于高分辨率网格，通常可为 10 个左右的基础网格的面使用 1 个块。同样，需要在精度和所需计算资源之间进行权衡。较精细的块分辨率通常可实现更高精度，但是需要的计算资源也越多。可在所需的精度与给定时间和硬件限制之间找到平衡。最后，由于物理现象固有的本质（相隔一定距离传递），用于求解辐射传递方程的大多数方法会受到类似的性能与精度权衡制约。
使用壳体
为尽可能提高精度，壳体的每个边界必须重合，并尽可能以类似方式网格化，即尽可能少有非共形网格。如果非共形网格无法避免，网格应尽可能相似。
表面 Photon Monte Carlo 的块生成注意事项
此处所述的块生成注意事项与 S2S 模型类似。SPMC 模型中的块分辨率可在精度和所需的计算资源之间进行权衡。有关更多详细信息，请参见块和角分辨率在表面至表面模型中的影响。