请教高手：DO辐射模型中固体也需要指定吸收系数吗？

hornet888

我用了DO模型后，模型中的固体部分也增加了Absorption Coefficient  和 Scattering Coefficient 属性，很是困惑。我所了解的 吸收系数和散射系数一般是针对介质辐射模型中的介质通常也就是流体而言的，固体怎么也会有吸收系数这种说法呢？

我查看了fluent的帮助，有下面一段话：

For the DO model, you will set both the Absorption Coefficient and the Scattering Coefficient. In addition, if you are modeling semi-transparent media, you can specify the Refractive Index. Note that with the DO model, you can specify radiation properties for solid materials, to be used when semi-transparent media are modeled.

从这段话看，似乎是可以为固体设置上述的辐射参数，但它们只有在半透明辐射介质模型中才会被用到。换言之，如果不是半透明辐射介质模型，固体设置这些参数并无意义。

不知道我这样理解对不对？有高手能指点一下吗？

xrs333

不吸收，就是透明的。

mycc

如果固体不参与辐射计算（是指在固体中有光线透过）就不需要设定。
另外你气体介质（比如空气）是怎么设定这两个系数的，我查不到相应的值

hornet888

对于气体当然不吸收就是透明的，吸收系数为0。但我想知道的是，对于固体，在DO模型中它的吸收系数如何确定？还是其吸收系数就是吸收率？即考虑 吸收率+透射率+反射率=1 这个关系？ 似乎的确存在这个可能。

xrs333

吸收系数不是吸收率，前者量纲是1/m。

hornet888

我的模型中固体是要参与辐射计算的，事实上只要模型中有固体恐怕都是要参与辐射计算的吧，并不是特指固体中有无辐射透过的情况（即所谓透明或者半透明的情况）……你不能把人家放在模型里面做摆设…… 何况固体的辐射和吸收能力远远强于气体，是辐射换热的主角，怎么可能把主角忽略掉呢……  

根据我看到一个资料，Beer定律中定义的系数其实叫衰减系数，它是吸收系数和散射系数之和。但好像一般散射系数都很小，在工程计算中往往被忽略了，大家就都只知道吸收系数了。

关于气体的吸收系数这是最头疼的事情，真的是找不到数据。一般认为，分子结构对称的双原子气体，比如空气，氢，氧，氮等基本上没有吸收和辐射能力。但是对于臭氧，二氧化碳，水蒸气，二氧化硫，甲烷等三原子或者多原子以及结构不对称的双原子气体如一氧化碳具有相当大的辐射本领。

我的模型中都是类似空气这样的双原子气体，我就设置了一个很小的接近于零的数值，小于1e-6数量级的。个人观点，仅供参考。

hornet888

所以很困惑啊……

hornet888

原帖由 xrs333 于 2011-4-25 09:34 发表

                               
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吸收系数不是吸收率，前者量纲是1/m。

所以很困惑啊……

hornet888

突然想起另一个问题，fluent怎么知道我用的介质是不透明还是半透明的呢？我好像也没有专门去设置这样一个参数啊。难道还是用吸收系数去定义？既然如此，那么对于固体其吸收系数是不是需要设置一个很大的值，比如1E6以上的量级才能说明是不透明的呢……

hornet888

感兴趣的同学还是少啊，难道大家一般都不用fluent做固气两相的流动和换热分析吗……那又用什么软件呢？有知道的高手告诉一下哈……

我这里所说的固气两相是指Cell Zone中既有Fluid还有Solid的模型，不是指Wall边界条件是固体的的模型……

xuhuisufer

一般气体都用WSGGM模型计算；但是固体就不知道了  我在算钢柸的加热过程，也涉及到固体的吸收系数，很想知道怎么算。。。。。

xuhuisufer

你的理解是正确的。不透明固体介质默认不参与辐射计算，所以计算与其吸收系数值无关。
辐射进入固体后很快衰减（0.001微米），所以认为只在固体与其他介质的交界面处发生，只定义吸收率即可。

hornet888

原帖由 xuhuisufer 于 2011-4-26 19:50 发表

                               
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你的理解是正确的。不透明固体介质默认不参与辐射计算，所以计算与其吸收系数值无关。
辐射进入固体后很快衰减（0.001微米），所以认为只在固体与其他介质的交界面处发生，只定义吸收率即可。

但这样是不是还是有一定问题啊……不透明固体物质吸收辐射后温度升高，势必又会影响整体的辐射传热结果。我对DO模型没有研究，不知道它是如何处理不透明固体介质的问题的。

fluent里面有一个辐射传热的算例，里面有固体介质，可惜是用S2S模型处理的，算例里面的固体介质就三个参数：密度、比热和导热系数，没有涉及到吸收系数问题。如果是DO模型，会多出4个设定参数。

不论如何，我自己在算例中把固体介质的吸收系数设定到1e6的量级，管它用得到还是用不到……

mycc

对于光线透过的介质，有所谓吸收系数的概念，是指光线在介质中经过一定距离后的衰减。
对于不透明的物体，就没有吸收系数的概念，只有吸收率的概念，是指辐射能量到达不透明物体表面后，物体吸收能量的能力。
对于固体不透明物体，在边界条件中是默认不参与辐射计算的。如果你是半透明或透明介质可以在边界条件中，勾选参与辐射计算的选项，并且设定好吸收系数。
对于气体，不同的波长有不同的吸收系数，但是我一直查不到这些值，可能不是常数，与很多原因有关系。

hornet888

原帖由 mycc 于 2011-4-27 08:11 发表

                               
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对于光线透过的介质，有所谓吸收系数的概念，是指光线在介质中经过一定距离后的衰减。
对于不透明的物体，就没有吸收系数的概念，只有吸收率的概念，是指辐射能量到达不透明物体表面后，物体吸收能量的能力。
对于 ...

这就还是回到了之前讨论的问题，如果Cell Zone中有Solid，并且是不透明的，那么在fluent的辐射模型中就可以无视其存在吗……  这感觉上还是有问题啊……尤其是，如果这个Solid像fluent自带的算例里面那样，是一个热源或者冷源，考虑和不考虑其存在对计算结果有根本性的影响。