辐射特征

辐射光谱

在整个电磁光谱内，热辐射光谱（大约介于 0.1 到 100 $\mu m$ 之间）与热传递有关。 此热光谱包含紫外 (UV) 范围的一部分以及所有可见光和红外 (IR) 范围。 给定对象发射的热辐射通常具有较宽的波长分布。 相对较热的对象（如太阳）会发射涵盖整个热光谱的热辐射。 相对较冷的对象 (T < 800K) 主要发射红外范围内的热辐射。

当辐射属性不随波长变化时，该辐射被称为灰体辐射。 灰体辐射可使用灰体热辐射模型进行建模。 辐射属性在整个热光谱中都相同，因此整个热光谱仅需要一个辐射传输求解。

如果辐射属性随波长变化，则该辐射被称为光谱辐射。 光谱辐射可使用多波段热辐射模型进行建模。 可为每个光谱波段指定不同的辐射属性，并且单独考虑每个波段中的辐射传输。 总传热是各个波段的传热之和。

辐射传输求解的空间域

将在模拟中的各区域内部及之间对辐射效应建模。 当区域之间的交界面对辐射来说是透明或半透明的时，区域之间将发生辐射交换。

此外，可使用表面至表面传递模型对与周围环境的辐射交换建模（参见以下示意图）。 可同时考虑地面发射和太阳发射。 普朗克分布控制整个热光谱内的太阳和地面发射的分布。 太阳发射跨整个热辐射光谱，包括 UV、可见光和 IR 范围。

辐射示意图

与地面环境的热辐射交换仅包括漫射效应。 区域周围的地面环境将作为黑体在环境辐射温度下漫射式发射。 还可与日照环境进行热辐射交换。

辐射属性

可通过定义区域内介质的属性和边界的表面属性来完成辐射问题定义。 非参与介质对于辐射为透明。 仅需要在边界上指定发射率、反射率和透射率表面属性。 相反，参与介质可以发射、吸收和散射辐射。 此类介质还需要使用连续体材料属性，指定区域内的材料吸收和散射属性。