Ao projetar eletrônicos externos, fachadas de edifícios ou qualquer objeto exposto ao sol, a radiação solar é uma fonte crítica de calor que pode alterar drasticamente a vida útil do seu produto. Saber como o poder do sol afeta seu design pode ajudá-lo a tomar decisões que ajudam a produzir um produto final melhor.

O SOLIDWORKS Flow Simulation oferece um recurso poderoso, mas muitas vezes subutilizado, para modelar a radiação solar e seu impacto na transferência de calor.

Radiação solar refletindo em uma antena parabólica

Diferentes Tipos de Radiação Térmica

A radiação térmica dos limites de campo distante do domínio computacional ou das aberturas do modelo pode ser definida como radiação ambiental ou solar no SOLIDWORKS Flow Simulation. Esses tipos de radiação podem ser aplicados a estudos de fluxo interno e externo.

Radiação Ambiental

A radiação ambiental é o fluxo de energia não direcional gerado pelas paredes de uma enorme "sala" imaginária que envolve o corpo. Este fluxo tem parâmetros de radiação predefinidos.

Radiação Solar

Em contraste com a radiação ambiental, a radiação solar é modelada pelo fluxo de energia direcional. Portanto, a radiação solar é definida através de seu fluxo de potência (intensidade) e seu vetor direcional. Além da radiação solar dos limites do domínio computacional, uma fonte de radiação solar emitindo radiação direcional também pode ser especificada.

Como Definir a Radiação Solar no SOLIDWORKS Flow Simulation

Para habilitar a radiação solar, você precisará habilitar a Transferência de Calor nas configurações gerais da configuração do projeto e então selecionar Radiação.

Definindo radiação solar através da luz solar

Existem as seguintes maneiras de definir a radiação solar no SOLIDWORKS Flow Simulation usando o método de Transferência Discreta ou Ordenadas Discretas:

• Por Localização, Tempo e Turbidez
  • Localização pode ser selecionada das cidades predefinidas disponíveis no banco de dados de engenharia do SOLIDWORKS Flow Simulation ou definindo uma cidade personalizada.
  • Data pode ser definida por mês, dia e hora.
  • O fator de Turbidez permite descrever a espessura óptica da atmosfera devido à presença de vapor de água ou poluentes na atmosfera.

• Por Localização e Tempo
• Por Direção e Intensidade
  • Um vetor direcional (X, Y, Z) componentes e intensidade podem ser definidos.
• Por Azimute e Altitude
• Por Luz Solar do Modelo
  • Você pode especificar a condição de contorno de radiação solar vinculando-a à opção Luz Solar do SOLIDWORKS, encontrada na opção Configurações da Câmera.

Diferenças Entre os Modelos de Transferência Discreta e Ordenada Discreta

O método de Transferência Discreta é o modelo de Radiação padrão disponível no SOLIDWORKS Flow Simulation. Se você tiver o módulo complementar HVAC, poderá habilitar o modelo de Ordenada Discreta para cálculo de radiação.

Modelo de Transferência Discreta

O modelo de Transferência Discreta é capaz de simular apenas reflexão difusa ou reflexão especular de 100% se definido através de condição de contorno de superfície radiativa do tipo simetria. Ele não pode lidar com dependências espectrais. No entanto, pode lidar com óptica geométrica com uma fonte direcional usando um método de Rastreamento de Raios Solares Direto em vez do Rastreamento de Raios Solares Reverso padrão.

Modelo de Ordenada Discreta

O modelo de Ordenada Discreta disponível com o módulo HVAC do SOLIDWORKS Flow Simulation é capaz de lidar com dependências espectrais (comprimento de onda) e suporta o uso de superfícies semitransparentes. Para gradientes de alta temperatura e contabilização de efeitos geométrico-ópticos, o método de Transferência Discreta padrão é recomendado.

Exemplo de Criação de um Estudo para Radiação Solar

Como exemplo, a opção Luz Solar pode ser usada para configurar a radiação solar. A orientação, o tempo e a duração são definidos nas configurações gerais do estudo no SOLIDWORKS Flow Simulation e podem ser dependentes do tempo.

Configurando a luz solar nas configurações gerais

 Uma análise transiente pode ser configurada para simular o sol brilhando no edifício ao longo de algumas horas. Os resultados podem ser exibidos com gráficos de fluxo incidente e radiante. Além disso, gráficos de contorno de superfície podem ser criados para mostrar o fluxo nas paredes externas do edifício.

Gráficos de fluxo solar da simulação de radiação