<反射率と吸収率?>

# 2000年1月6日 # No.403 # ピンクのムカデ #
市販の熱流体解析の中で固体表面の反射率と吸収率の定義はきちんと出来ているのでしょうか。
今使っている熱流体解析ツールで石油ストーブの解析を行うと石油ストーブの前に座った人は、燃焼体の背面の鏡面上の反射板は完全黒体の方が暖かく感じる結果になってしまいます。
熱源からの輻射を100%吸収し、再度放熱しているように解いているようです。また、ビューファクターで構成物の表面間の反射をどこまで繰り返して計算しているのかも不明です。
まあ、使っているのが電子機器専用熱気流解析ソフトと冠されており、それで、秋刀魚を焼いたり、電子レンジの中を見たりしているのですから、少しは我慢しないといけないのかもしれませんが、、、


# 2000年1月10日 # No.408 # ハッピー #
>熱源からの輻射を100%吸収し、再度放熱しているように解いているようです。
byピンクのむかでさん

まるでキャッチボールですね。ところで黒体に入った熱の逃げ道はありますか?
ストーブの背後の板でしたら、板が暖まって、板の背面から対流熱伝達で熱が逃げたり筐体に伝導して行きますね。
すると「放射源=火炎温度Ta」>「黒体温度Tb」となり、黒体から放射されるエネルギーは、黒体に入射するエネルギーより小さくなる。
キルヒホッフの法則「放射率=吸収率」ですから、仮に板=黒体の周囲が断熱であったなら...頭の中で振り子が振れて止まりません。

>ビューファクターで構成物の表面間の反射をどこまで繰り返して計算しているのかも不明です。
「電子機器専用熱気流解析ソフト」ということですから、内部は鏡面ではないでしょう。
ということで、反射を追っかけていないんじゃないですか?普通、ビューファクターっていう場合は、単に形態係数を計算するだけだと思いますが。


# 2000年1月10日 # No.410 # 衛星屋 #
一般的に、輻射熱伝導の解析では、吸収率というと、可視光領域の吸収率を言います。
輻射率は、赤外領域での輻射しかありませんので、赤外領域に対しては、輻射率=吸収率になります。
熱源ではない、黒体表面からのエネルギー輻射は、黒体表面の温度に依存するため、ストーブの解析をするには黒体温度が計算できるモデリングが必要です。
反射による輻射コンダクタンスは、まともなソフトであれば計算されます。
超精密な解析でなければ、レイトレースでなくても十分です。最近は、レイトレースの計算方法も早いのができてきて、昔のようには時間がかからなくなっています。
宇宙関係で使用されている熱解析ソフトには、反射・吸収・輻射・透過をかなり精密に扱える
ソフトもあります(高価ですが)。
最近では、AUTOCADのアドインとして使用する熱解析ソフトがあります。
汎用としても、宇宙用のソフトは輻射伝導解析、流体(気相・液相)を一緒に計算できて便利です。


# 2000年1月10日 # No.412 # 衛星屋 #
>熱源ではない、黒体表面からのエネルギー輻射は、黒体表面の温度に依存するため、
>ストーブの解析をするには黒体温度が計算できるモデリングが必要です。
by衛生屋さん
黒体からの伝導&対流伝熱を考慮したモデルが必要ってことですね?

>宇宙用のソフトは輻射伝導解析、流体(気相・液相)を一緒に計算できて便利です。
「宇宙用のソフト」って言うのは、市販品ですか?それとも各社や研究機関(NASA,NASDAとかNAL)が開発したものですか?
よろしければソフト名を紹介下さい。


# 2000年1月6日 # No.403 # 衛星屋 #
一番メジャーなのは、SINDAという輻射熱伝導の差分法のソルバーで、NASTRAN同様、元々NASAで開発され、現在は複数の民間会社で改良されているものです。
輻射や反射、熱入力を解析するソフトはこれと別に存在し、その結果をSINDAの入力データの一部として温度解析等を行います。有名なものでは、TRASYS、RadCADなどがあります。
構造解析でNASTRANのデータが業界標準フォーマットとなっているのと同様、SINDA/TRASYSのフォーマットが業界標準になっており、国際宇宙ステーションなどもすべてこのフォーマットでデーターがやり取りされております。
ただしTRASYSは、現在販売されてなく入手は難しいです。

プリポストは、たくさんあり、PATRAN、IDEAS/TMG(ソルバー含む)、ThermalDeskTop(AutoCadアドイン)等です。


# 2000年1月11日 # No.415 # ハッピー #
>SINDAフォーマットが業界標準になっており、国際宇宙ステーションなどもすべてこの
>フォーマットでデーターがやり取りされております。
by衛生屋さん

さっそくのレス有り難うございます。パンフを取り寄せてみます。

それにしてもいろんな「業界」があるんですね。人工衛星業界ですか。
ロマンを感じる壮大なお仕事のようで羨ましい。
以前、スペースプレーンにちょっとだけ首を突っ込んだ事がありますが、業界の深淵までは足を踏み入れられなかった...
ものすごくスパンの長い仕事ですよね。

人工衛星って、太陽の輻射熱にもろに曝されるわけですから解析も気を抜けませんよね。
差分法ということですが、当然非構造格子でしょう?でもまさか宇宙空間をモデル化するわけじゃぁ...


# 2000年1月13日 # No.421 # モLD #
To　ハッピーさん、衛星やさん
>熱流体解析
大変、勉強になりました。
SINDAをWEBで見つけましたが、名前だけで、詳しく内容載っているのが
見つかりませんでした。
一般流体としても使えるのでしょうか?宜しければ教えてください。
(編集担当：Happy 2002/04/21)