مدل‌های انتقال حرارت تشعشع در فلوئنت

وقتی که مدل های تابش فعال است، شار تشعشعی در حل معادله انرژی در هر تکرار گنجانده می شود.
روش‌های مختلف برای انتقال حرارت شامل هدایت، جابجایی و تشعشع است. تفاوت اصلی تشعشع با هدایت و جابجایی این است که تشعشع برای انتقال نیاز به محیط مادی ندارد. انتقال تشعشعی در هر سه محیط جامد، مایع و گاز می‌تواند اتفاق بیفتد.

مدل‌های تشعشع عبارتند از:

· مدل تشعشعی انتقال گسسته
((Discrete Transfer Radiation Model (DTRM)

· مدل تشعشعی پی-۱
(P-1 Radiation Model)

· مدل تشعشعی روزلند
(Rosseland Radiation Model)

· مدل تشعشعی سطح به سطح (مدل تشعشعی ناحیه‌ای)
(Surface to Surface (S2S)

· مدل تشعشعی دسته‌بندی گسسته
(Discrete Ordinates (DO) Radiation Model)

نرم‌افزار ANSYS Fluent به جز مدل‌های ذکر شده یک مدل خورشیدی نیز دارد که به کاربر این اجازه را می‌دهد که تاثیرات تشعشع خورشید در شبیه‌سازی‌ها را اعمال کند.

منبع: سایت ایران انسیس

در مدل DTRM فرض اصلی این است که تشعشعی که از المان سطح در یک بازه مشخص زاویه جامد خارج می‌شود، می‌تواند با یک تک‌اشعه تقریب زده شود.

مدل تشعشع P-1 ساده‌ترین حالت مدل کلی P-N است که اساس آن بسط شدت تشعشع به یک سری متعامد هارمونیک‌های کروی است.

مدل تشعشع Rosseland زمانی اعتبار دارد که ماده به لحاظ نوری ضخیم باشد و بهتر است که برای مسائلی استفاده شود که ضخامت نوری بیشتر از ۳ باشد. معادله مدل Rosseland می‌تواند از معادلات مدل P-1 بدست آید.

مدل تشعشع S2S می‌تواند برای تبادل تشعشع در یک محفظه با سطوح خاکستری و دیفیوز استفاده شود. تبادل انرژی بین دو سطح به اندازه، فاصله و جهت‌گیری دو سطح وابسته است. این پارامترها از طریق ضریب دید (view factor) در نظر گرفته می‌شوند. فرض اصلی مدل S2S این است که هر نوع تشعشع جذبی، نشری و پخشی می‌تواند صرف‌نظر شود؛ از اینرو، فقط تشعشع سطح به سطح برای تحلیل‌ها نیاز است که در نظر گرفته شود.

مدل تشعشع DO معادله انتقال تابش را برای تعداد محدودی زاویه جامد گسسته، که هر کدام به یک جهت بردار ثابت در یک سیستم کارتزین جهانی (x,y,z) مرتبط می‌شود، حل می‌کند. برخلاف مدل DTRM، مدل DO تعقیب پرتو ندارد و بجای آن معادله ۱ را به معادله انتقال برای شدت تشعشع در مختصات فضایی (x,y,z) تبدیل می‌کند. مدل DO به تعداد جهت‌های موجود معادلات انتقال را حل می‌کند.