屋外電子機器、建物のファサード、または太陽にさらされる物体を設計する際、太陽放射は製品の寿命を劇的に変える可能性のある重要な熱源です。太陽のエネルギーが設計にどのように影響するかを知ることで、より良い最終製品を生産するのに役立つ決定を下すことができます。

SOLIDWORKS Flow Simulationは、太陽放射とその熱伝達への影響をモデル化するための強力でありながら、しばしば十分に活用されていない機能を提供します。

衛星アンテナから跳ね返る太陽放射

さまざまな種類の熱放射

計算領域の遠方場境界またはモデル開口部からの熱放射は、SOLIDWORKS Flow Simulationで環境放射または太陽放射として定義できます。これらの放射タイプは、内部フローと外部フローの両方の研究に適用できます。

環境放射

環境放射は、物体を取り囲む想像上の巨大な「部屋」の壁によって生成される非方向性エネルギー流束です。この流束には事前定義された放射パラメータがあります。

太陽放射

環境放射とは対照的に、太陽放射は方向性エネルギー流束によってモデル化されます。したがって、太陽放射はその電力流(強度)とその方向ベクトルを介して定義されます。計算領域境界からの太陽放射に加えて、方向性放射を放出する太陽放射源を指定することもできます。

SOLIDWORKS Flow Simulationで太陽放射を定義する方法

太陽放射を有効にするには、プロジェクト設定の一般設定で熱伝達を有効にしてから、放射を選択する必要があります。

日光を介した太陽放射の定義

離散転送法または離散座標法のいずれかを使用して、SOLIDWORKS Flow Simulationで太陽放射を定義できる方法は次のとおりです。

• 場所、時間、および濁度による
  • 場所は、SOLIDWORKS Flow Simulationのエンジニアリングデータベースで利用可能な事前定義された都市から選択するか、カスタム都市を定義することで選択できます。
  • 日付は、月、日、時刻から定義できます。
  • 濁度係数を使用すると、大気中の水蒸気や汚染物質の存在による大気の光学的厚さを記述できます。

• 場所と時間による
• 方向と強度による
  • 方向ベクトル（X、Y、Z）成分と強度を定義できます。
• 方位角と高度による
• モデル日光による
  • カメラ設定オプションにあるSOLIDWORKS日光オプションにリンクすることで、太陽放射境界条件を指定できます。

離散転送法と離散座標法モデルの違い

離散転送法は、SOLIDWORKS Flow Simulationで利用可能なデフォルトの放射モデルです。HVACアドオンモジュールがある場合、放射計算用に離散座標法モデルを有効にできます。

離散転送法モデル

離散転送法モデルは、対称タイプの放射面境界条件を介して定義された場合、拡散反射または100％の鏡面反射のみをシミュレートできます。スペクトル依存性を処理できません。ただし、デフォルトの後方太陽光線追跡法の代わりに前方太陽光線追跡法を使用して、方向性光源で幾何光学を処理できます。

離散座標法モデル

SOLIDWORKS Flow Simulation HVACモジュールで利用可能な離散座標法モデルは、スペクトル（波長）依存性を処理でき、半透明表面の使用をサポートします。高温勾配と幾何光学効果の考慮については、デフォルトの離散転送法が推奨されます。

太陽放射の研究を作成する例

例として、日光オプションを使用して太陽放射を設定できます。方向、時間、および期間は、SOLIDWORKS Flow Simulationの一般的な研究設定で定義され、時間依存にすることができます。

一般設定での日光の設定

 数時間にわたって建物に当たる太陽をシミュレートするために、過渡解析を設定できます。結果は、入射フラックスと放射フラックスのプロットで表示できます。さらに、建物の外壁のフラックスを示すために表面等高線プロットを作成できます。

放射シミュレーションからの太陽フラックスプロット