Durante la progettazione di elettronica per esterni, facciate di edifici o qualsiasi oggetto esposto al sole, la radiazione solare è una fonte di calore critica che può cambiare drasticamente la durata del prodotto. Sapere come la potenza del sole influisce sul progetto può aiutarti a prendere decisioni che aiutano a produrre un prodotto finale migliore.

SOLIDWORKS Flow Simulation offre una funzionalità potente ma spesso sottoutilizzata per modellare la radiazione solare e il suo impatto sul trasferimento di calore.

Radiazione solare che rimbalza su un'antenna parabolica

Diversi Tipi di Radiazione Termica

La radiazione termica dai confini del campo lontano del dominio computazionale o dalle aperture del modello può essere definita come radiazione ambientale o solare in SOLIDWORKS Flow Simulation. Questi tipi di radiazione possono essere applicati sia agli studi di flusso interno che esterno.

Radiazione Ambientale

La radiazione ambientale è il flusso di energia non direzionale generato dalle pareti di un'enorme "stanza" immaginaria che circonda il corpo. Questo flusso ha parametri di radiazione predefiniti.

Radiazione Solare

In contrasto con la radiazione ambientale, la radiazione solare è modellata dal flusso di energia direzionale. Pertanto, la radiazione solare è definita tramite il suo flusso di potenza (intensità) e il suo vettore direzionale. Oltre alla radiazione solare dai confini del dominio computazionale, può essere specificata anche una sorgente di radiazione solare che emette radiazione direzionale.

Come Definire la Radiazione Solare in SOLIDWORKS Flow Simulation

Per abilitare la radiazione solare, dovrai abilitare il Trasferimento di Calore nelle impostazioni generali della configurazione del progetto e quindi selezionare Radiazione.

Definizione della radiazione solare tramite la luce solare

Ci sono i seguenti modi in cui puoi definire la radiazione solare in SOLIDWORKS Flow Simulation utilizzando il metodo di Trasferimento Discreto o Ordinate Discrete:

• Per Posizione, Ora e Torbidità
  • Posizione può essere selezionata dalle città predefinite disponibili nel database di ingegneria di SOLIDWORKS Flow Simulation o definendo una città personalizzata.
  • Data può essere definita da mese, giorno e ora.
  • Il fattore di Torbidità consente di descrivere lo spessore ottico dell'atmosfera dovuto alla presenza di vapore acqueo o inquinanti nell'atmosfera.

• Per Posizione e Ora
• Per Direzione e Intensità
  • Possono essere definiti un vettore direzionale (X, Y, Z) componenti e intensità.
• Per Azimut e Altitudine
• Per Luce Solare del Modello
  • Puoi specificare la condizione al contorno della radiazione solare collegandola all'opzione Luce Solare di SOLIDWORKS, che si trova nell'opzione Impostazioni Fotocamera.

Differenze Tra i Modelli di Trasferimento Discreto e Ordinata Discreta

Il metodo di Trasferimento Discreto è il modello di Radiazione predefinito disponibile in SOLIDWORKS Flow Simulation. Se hai il modulo aggiuntivo HVAC, puoi abilitare il modello di Ordinata Discreta per il calcolo della radiazione.

Modello di Trasferimento Discreto

Il modello di Trasferimento Discreto è in grado di simulare solo la riflessione diffusa o la riflessione speculare al 100% se definito tramite condizione al contorno della superficie radiativa di tipo simmetria. Non può gestire dipendenze spettrali. Tuttavia, può gestire l'ottica geometrica con una sorgente direzionale utilizzando un metodo di Tracciamento dei Raggi Solari in Avanti invece del Tracciamento dei Raggi Solari all'Indietro predefinito.

Modello di Ordinata Discreta

Il modello di Ordinata Discreta disponibile con il modulo HVAC di SOLIDWORKS Flow Simulation è in grado di gestire dipendenze spettrali (lunghezza d'onda) e supporta l'uso di superfici semitrasparenti. Per gradienti di temperatura elevati e considerazione degli effetti geometrico-ottici, è raccomandato il metodo di Trasferimento Discreto predefinito.

Esempio di Creazione di uno Studio per la Radiazione Solare

Come esempio, l'opzione Luce Solare può essere utilizzata per impostare la radiazione solare. L'orientamento, il tempo e la durata sono definiti nelle impostazioni generali dello studio in SOLIDWORKS Flow Simulation e possono essere dipendenti dal tempo.

Impostazione della luce solare nelle impostazioni generali

 Un'analisi transitoria può essere impostata per simulare il sole che splende sull'edificio nel corso di alcune ore. I risultati possono essere visualizzati con grafici di flusso incidente e radiante. Inoltre, è possibile creare grafici di contorno della superficie per mostrare il flusso sulle pareti esterne dell'edificio.

Grafici del flusso solare dalla simulazione della radiazione