?J??Eqi?Ai?Ji?iibi1??i?或
?? ?qi?Ebi?Ji
?1??i??iAi此公式描述了离开表面的净辐射量,与表面的黑体辐射与有效辐射之差有关系,可直观地表示电阻为?1??i??iAi的网络单元,其驱动势差为黑体辐射功率与有效辐射功率之差。
3. 两个表面之间的辐射换热
已知两个灰漫表面的有效辐射,就可以采用黑体辐射换热计算方法确定这两个表面之间的辐射换热,因此Ji是关键的中间量。为确定此值,需要同时计算所有表面之间的辐射换热计算等式。如同黑体之间辐射换热计算一样,计算之前也需要确定表面之间的角系数Fij,即表面i到j的角系数。
封闭空间内,角系数具有以下性质 (1) 互易关系:
FijAj?FjiAi
(2) 累加原则:
?Fi?1Nij?1
表面j到表面i辐射量为
'qij?FijAjJj
表面i到表面j辐射量为
q'ji?FjiAiJi
表面j到表面i的净辐射量为
qij?表示为电阻为AjFij
Jj?Ji?AF?jij?1
???1的网络单元, 驱动力为Jj?Ji。
??4. 封闭空间内所有表面之间的辐射换热
封闭空间有N个表面,根据上式,表面j到其余表面的净辐射量为
qj??qij??i?1i?1NNJj?Ji?AF?jij?1
因此, 对于封闭空间,存在一线性方程组,
?A??J?B
可以计算所有表面的有效辐射J??J1,J2,?,JN?,B??B1,B2,?,BN?。
5.表面的类型
1)温度已知表面,则Ebi??Ti,计算其热流量qi
4qi?Ebi?Ji
1???A?i?ii42)热流qi已知的表面,则Ebi??Ti联合下式,计算表面温度Ti。
Ebi?Ji?qi?1??i??iAi
3)特殊情况
A)表面为绝热表面(reradiating surface),则qi?0; B)黑体表面,则Ebi?Ji
6.表面有效辐射的计算
(1)表面温度已知
NEbi?Ji?AiFji?Ji?Jj?
?1??i??iAi?j?1Ebi??1??i??i??Fji?Ji?Jj??Ji
j?1NEbi??1??i?N?N??i???FjiJi??FjiJj??Ji
j?1?j?1?N???i??Ji??FjiJj??Ji
j?1??Ebi??1??i?Ebi???1??1??i??i??Ji??1??i??i?FjiJj
j?1Nbi?aiiJi??ajiJj
j?1Naii?1?(2) 表面热流已知
1??i?i,aij??1??i?iFji,bi?Ebi??T4
qi??AiFji?Jj?Ji?
j?1Nqi?Ji???FjiJj? Aij?1Naii?1,aij??Fji,bi?(3) 特殊情况
i. ii.
qi Ai黑体表面:?i?1,计算格式采用(1); 绝热表面:qi?0,计算格式采用(2)。
7.编制Matlab程序
a) 函数名及其调用方式:
J=radiosity( [type1, T1 or q1, eps1, Area1, F12, F13, …],
[type2, T2 or q2, eps2, Area2, F23, …], [type3, T3 or q3, eps3, Area3, …], [……])
其中,每一个参数代表一面墙体,每一面墙体用下面参数描述,并用[]括在一起: 墙体类型:type
1 等温表面
Q 热流
表面辐射率(eps)
2 等热流表面
对应的物理参数为:T 温度
?i
面积(Area)
Ai
对其它房间的角系数F,
比如三个表面的角系数矩阵为
F11 F12 F13 F21 F22 F23 F31 F32 F33
F12 F13
F23
输入右上三角
b) 单元变量
单元(cell)是Matlab的一个数据类型,其内部含有若干元素,元素本身可以是任何数据类型,数,矩阵,字符串等。其初始化的方法如下,
S = {
[type1, T1 or q1, eps1, Area1, F12, F13]; [type2, T2 or q2, eps2, Area2, F23]; [type3, T3 or q3, eps3, Area3]
}
因此, 生成向量S?3,1?,其长度为length?S?=3,每个元素也为向量。
S1=[type1, T1 or q1, eps1, Area1, F12, F13]; S2=[type2, T2 or q2, eps2, Area2, F23]; S3=[type2, T2 or q3, eps3, Area3];
c) 变参数函数
Varargin和varargout 是Matlab的一对系统哑元, 专门用于传递数目变化的数据,其使用方法为
function varargout = radiosity (n)
我们只想了解varargin,即
function y = radiosity (varargin)
当使用radiosity 函数进行计算时,不同题目,墙体数目会发生变化。具体的参数数目可以从系统变量nargin中读取。参数的数目,是指逗号之间的参数个数,比如
J=radiosity( [type1, T1 or q1, eps1, Area1, F12, F13],
[type2, T2 or q2, eps2, Area2, F23], [type3, T3 or q3, eps3, Area3] )
参数为三个,即 nargin 内容为3。
也可以用length(varargin)返回参数数目。
每个墙体的参数包含在varargin每一个参数的元素内,即 第一个墙体表面为 varargin{1}
表面类型为 varargin{1}(1) 表面温度为 varargin{1}(2) 表面发射率 varargin{1}(3) 表面面积 varargin{1}(4)
角系数 varargin{1}(5:end)
d) 程序