【学员问题】为什么Thermal Desktop辐射计算温度与理论计算结果对不上？

首发 | CFD学习与应用（ID:CAE_er）

导读：今天有个学员采用Thermal Desktop模拟下面的问题时，发现计算结果与理论计算结果对不上，在群里咨询我。我觉得这是一个很典型的辐射计算问题，不仅新手会遇到这样的疑问，甚至很多老手有可能也没弄清楚。因此，在这里简单对这个问题进行剖析，为大家的学习提供参考。

同时，也非常感谢这位学员的提问。他这种学习软件的精神和方法也非常值得推荐。初学软件的时候，不要去追求复杂的模型或者问题。就应该从简单基本的理论问题开始，仿真和理论或者试验进行对比验证，分析原因，这样是最快最有效的学习软件的方法。

好了，好像有点跑偏了！

下面进入正题，让我们一起来剖析下这个问题吧！

首先，我们简单采用理论计算公式计算如下：

带入计算可知，T=106.383℃。

但是，这位学员通过Thermal Desktop建模得到的答案如下图所示。仅只有39.19℃，这是什么原因导致的呢？

一开始学员问的时候，我看到这个问题，首先想到了Thermal Desktop可以采用两种方法进行模拟：一种方法是热网络法；另一种方法是三维详细建模法。

因此，我快速采用热网络创建了一个模型，得到温度如下图正好是106.4℃，与理论计算结果完全一样。于是我让学员发了他的case给我。想进一步查看具体是哪里设置的问题。

收到学员case，我发现学员采用的是三维模拟方法，他创建了详细的铝板热模型。也按照我课程里说的设置了空间温度。我首先想到的是：是不是辐射设置错。拿到case后，我打开检查了下辐射设置。果不其然，确实发现了问题。从图1示意图看出，题目默认假设平板放置在地上，也就是说，只有上表面对空间辐射热量。我们理论计算和热网路辐射传导设置都是按照上表面辐射面积计算和设置。

而下图这个设置，很显然，是将上下两个面都考虑了辐射，并且下表面还采用默认的DEFAULT(发射率和吸收率都为1)。所以导致温度偏低。

这里学员误认为底面不参与辐射，就保持默认不管即可。实际上，只要在辐射分析组里有的表面，都会参与计算，这些表面成为激活表面。而且默认的DEFAULT光学属性是黑体（即太阳吸收率和红外发射率都为1）

修改成如下图设置后，即将下底面排除在辐射分析组外。计算结果与前两者计算结果一致，均为106.4℃。

针对这个问题，我在课程里有讲到，在这里再拓展几点有关于Thermal Desktop热辐射计算总结：

1. 要让表面参与辐射计算，一定要放到对应的辐射分析组里；

2. 要让辐射分析组进行辐射计算，一定要在case set 里的辐射任务中添加对应的辐射分析组；

3. 如果将表面放到了辐射分析组，但是在辐射任务中没有添加对应辐射分析组，这个辐射分析组的所有表面都不会参与辐射计算

4. 如果我们想知道面与面之间的角系数，可以通过下图操作计算得到。

作者简介

Tsinglin，现就职某研究院航天热控工程师，主要从事空间实/试验平台和载荷先进热控与环控技术的研究研制工作。具备如下软件工程应用经验。如果大家有以下软件学习和应用的问题，欢迎联系小编来交流。

如果您单位或学校有空间平台及载荷热控项目合作需求，也可以私信小编哦！