云层对太阳辐射的作用

我想做一个模型来模拟地物在自然条件下的温度分布，需要考虑太阳辐射、大气对流传导和地面辐射等因素，用Do模型能计算吗？

我自己试了一下，有几个问题没有搞明白，望高手指点：

1、如果用稳态计算出来的结果是在初始状态下太阳辐射条件（方向矢量、热流通量等）下达到的平衡状态吗？如果需要知道不同时刻的温度场，是不是应该用瞬态模型计算呢，但是用瞬态模型计算总是不收敛，这样的结果可信吗？

2、取一个比目标大几倍的空间作为计算域，空间的边界条件怎么设置，除了入口与出口，其他的边不能设置成壁面吧，设置成对称的边界行吗？

3、地面作为大空间的地面，设置成对流传热的壁面，为什么温度总是过高呢（390K）？应该怎么设置壁面的边界条件呢？

1 是平衡状态的。是应该用瞬态模型，不收敛，如果发散，当然不行。但是如果你是指未能残差降低一定的幅度，那么应该了解这种判据未必合理，应该用温度、速度或通量等更直接的判据。

2 流动是自然对流吧？是壁面可以设置成壁面，不是当然不能。你提到“边”，难道是二维模型？那么怎么模拟太阳辐射呢？

3 你提到“地面设置成对流传热的壁面”，就是说你认为地面的传热边界条件是预设的，那么有什么必要用CFD呢？ 你把问题说得再明白一些。

目的是计算在太阳辐

我想做一个模型来模拟地物在自然条件下的温度分布，需要考虑太阳辐射、大气对流传导和地面辐射等因素，用Do模型能计算吗？

我自己试了一下，有几个问题没有搞明白，望高手指点：

1、如果用稳态计算出来的结果是在初始状态下太阳辐射条件（方向矢量、热流通量等）下达到的平衡状态吗？如果需要知道不同时刻的温度场，是不是应该用瞬态模型计算呢，但是用瞬态模型计算总是不收敛，这样的结果可信吗？

2、取一个比目标大几倍的空间作为计算域，空间的边界条件怎么设置，除了入口与出口，其他的边不能设置成壁面吧，设置成对称的边界行吗？

3、地面作为大空间的地面，设置成对流传热的壁面，为什么温度总是过高呢（390K）？应该怎么设置壁面的边界条件呢？

1 是平衡状态的。是应该用瞬态模型，不收敛，如果发散，当然不行。但是如果你是指未能残差降低一定的幅度，那么应该了解这种判据未必合理，应该用温度、速度或通量等更直接的判据。

2 流动是自然对流吧？是壁面可以设置成壁面，不是当然不能。你提到“边”，难道是二维模型？那么怎么模拟太阳辐射呢？

3 你提到“地面设置成对流传热的壁面”，就是说你认为地面的传热边界条件是预设的，那么有什么必要用CFD呢？ 你把问题说得再明白一些。

目的是计算在太阳辐

维普资讯

中国农业气象 ( h e J r l g m t￣o ) Ci s o n r eo l y n e u adA o e g

2O, ()1. 6 O52 3:6—1 6 5 9

逐日太阳辐射的模拟计算童成立l,张文菊，一汤阳， 王洪庆(. 1中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室。长沙 40 2; .中农业大学 11 2华 5资源环境学院； .国佛罗里达农工大学环境科学研究所 ) 3美

摘要：在分析国内外太阳辐射估算方法的基础上，建立了一种简单实用、易操作的模拟逐日太阳辐射的方法，仅需要输入站点的日照时数和地理信息。对我国不同区域 9个代表站点的模拟结果与实际观测结果进行比较与统计检验，结果表明：模拟值与实测值之间相关显著 (相关系数为 08一 . )模拟得到的晴空辐射值与多年实 . 09, l 3际观测最大值基本一致。该模拟方法的平均误差为 1.%。 65平均偏差、均绝对偏差和均方根偏差分别为平 07、.和 26M -.~。但此方法对于特定环境区域的模拟参数还需调整。 . 20 7 9 . Jm 2d 5

关键词：日逐太阳辐射；晴空辐射；照时数；日模拟

太阳辐射是地球表层上的物理、生物和化学过程式[】 1: 1的主要能

第34卷第3期2012年6月国防科技大学学报

JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol．34No．3Jun．2012

太阳辐射作用下的飞机表面温场分布实验研究

张春华，赵

元，喻煌超，陈

循

（国防科技大学装备综合保障技术重点实验室，湖南长沙410073）

摘

*

要：提出一种通过缩比模型测试飞机在太阳辐射作用下的表面温度场分布，进而通过有限元方法实

现太阳辐射温场的三维模拟显示的实验方法。该方法避免了外场测试条件中自然日光辐射强度不可控和环境温度变化的影响，为飞机在太阳辐射作用下的表面温场理论模型验证和实测提供一种有效的方法，对飞机红外特性、日历寿命等研究具有借鉴意义。

关键词：太阳辐射；飞机表面温场；温场分布；三维模拟显示中图分类号：TH133．1

文献标志码：A

文章编号：1001－2486（2012）03－0085－04

Experimentalresearchonsurfacetemperaturefieldofairplaneundersolarradiation

ZHANGChunhua，ZHAOYuan，YUHuangchao，CHENXun

（LaboratoryofScienceandTechno

第15卷第5期

2007年10月

安徽建筑工业学院学报(自然科学版)

Journal of Anhui Institute of Architecture & Industry

Vol.15 No.5

Oct. 2007

收稿日期:2007-06-07

作者简介:林媛(1972-),女,讲师,硕士研究生,主要研究方向太阳能土壤源热泵。

太阳辐射强度模型的建立及验证

林媛

(安徽建筑工业学院环境工程系,合肥 230601)

摘要:通过建立太阳辐射的数学模型,推导出了任意角度采光面的太阳直射辐射和散射辐射计算公式。此

外还讨论了云层对太阳辐射强度的影响,得到云遮修正系数,使非晴天的太阳辐射强度计算成为可能。通过

实验验证,所采用的太阳辐射强度计算模型是较为准确的。

关键词:直射辐射;散射辐射;云遮修正系数

中图分类号:TU111.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4540(2007)05-044-03

The Model of the Solar Radiation Energy.s Establishment and Verification

LIN Yuan

(Dept. of Environmental Engineering, Anhui Instit

本文基于三维拱坝有限元模型,建立了采用ASHRAE晴空模型,利用光线追踪算法准确计算周围地形和自身遮蔽的坝面太阳辐射计算框架。该方法能够准确计算拱坝坝面太阳辐射的不均匀分布,为温度场计算提供准确的边界条件。现场实拍照片与计算瞬时坝面辐射的比较,验证了光线追踪算法

拱坝坝面太阳辐射强度计算

陈拯峰水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京

摘要本文基于三维拱坝有限元模型建立了采用利用光线追踪算法准确计算周围地形和自身冬季和夏季日平均太阳辐

考虑太阳辐该方法能够准确计算拱坝坝面太阳辐射的不均匀分布为温度场计算提供准确的现场实拍照片与计算瞬时坝面辐射的比较

关键词拱坝太阳辐射晴空模型光线追踪算法

对计算结果的分析表明拱坝的日平均太坝面辐射分布主要由拱坝朝向决定世纪年代研究桥梁的温度分布时就指出太阳辐射是重要的影响对于坝面太阳辐射的计算太过粗略不能考虑拱坝下游坝面不同部位的温度分布不均匀现象限制晴空辐射模型利用光线追踪算法计算在考虑周度场的计算比较直接根据实测资料拟合坝面温度太阳辐射计算模型

基金项目作者简介

重庆人硕士生

本文基于三维拱坝有限元模型,建立了采用ASHRAE晴空模型,利用光线追踪算法准确计算周围地形和自身遮蔽的坝面太阳辐射计算框架。该方法能够准确计算拱坝

大气环境—影响太阳辐射强度的主要因素

一般用太阳辐射中纬度来表示到达地面太阳辐射能量的多少，一个地区的太阳辐射强度受多种因素的影响和制约。

1、

太阳高度角

影响太阳辐射强度的最主要因素是太阳高度角。其影响表现在两个方面：一是太阳高度大，等量的光线散布的面积小，光热集中，单位面积获得的太阳辐射能量就多，反之就越少。另一方面，太阳高度角大，太阳经过的大气层的距离短，受到大气的削弱作用小，到达地面的太阳辐射能量就多，反之就越少。

2、云量

云量的多少和云层的厚度对太阳辐射的影响很大，云层越厚，云量越多，对太阳辐射的削弱越多，到达地面的太阳辐射能量就越少，因而晴天比阴天太阳辐射强。

3、地势高低

地势越高，大气越稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用就弱，太阳辐射强度就越大。反之则越小。

4.日照时间的长短----日照长，辐射强度大

太阳辐射的影响因素有哪些？

对于某一个具体的场地，太阳辐射强度将取决于诸多因素，这些因素包括大气条件，地球相对于太阳的位置和附近的障碍物等。 （1）大气条件对太阳辐射的影响

地球表面接受的太阳辐射要受到大气条件的影响而衰减，主要原因是由空气分子、水蒸气和尘埃引起的

泰安及周边地区太阳辐射资源评价

郭增松 李明菽 丁利斌

摘要：为了更好的有效的开发和利用泰安太阳能资源，山东农业大学建筑环境与设备工程实验室测试太阳能辐射实验数据，并结合往年数据得到了泰安及周边地区太阳能辐射规律，系统的分析和研究了泰安地区太阳能辐射量的主要分布特征和优势，对大力开发和利用泰安太阳能辐射资源提供科学依据。

关键词：太阳辐射；分布特征； 引言：

泰安位于山东省中部的泰山南麋，东西长176.6公里，南北宽约93.5公里，地理坐标在东经116°20′～117°59′，北纬35°38′～36°28′，属温带半湿润大陆性季风气候区，年平均气温13°C，年平均降水量697毫米。

随着经济的快速发展，世界能源需求快速增长，化石能源大量消费导致资源短缺，我国“十一五”规划纲要提出了单位GDP能耗在五年内降低20%左右的约束性指标，将可再生能源的利用开发列入“十一五”时期能源发展的重要任务。

在太阳能的开发利用中，太阳能辐射是极为重要的基本参数，是衡量太阳能资源丰富与否和进行太阳能利用工程设计的重要依据，结合是滴测量和理论计算两种途径对太阳辐射进行分析。 一、选题依据：

跨入21世纪，人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环

转载中国气象科学研究院王炳忠研究员编写的《太阳辐射计算讲座》。

在开展野外试验的时候，经常需要知道当时的太阳天顶角和方位角，比如测量地物反射率时，需要知道太阳天顶角，来选择恰当的灰板反射率曲线。进行地物BRDF测量时，更需要知道太阳天顶角。

太阳天顶角和方位角可以通过经纬仪实地测量得到，但是经纬仪携带不便。只要知道当地经纬度和时间，就可以根据下文的原理，计算得到当时当地的太阳天顶角和方位角。

1日地距离

地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆两焦点中的一个。发自太阳到达地球表面的辐射能量与日地间距离的平方成反比，因此，一个准确的日地距离值R就变得十分重要了。日地平均距离R0，又称天文单位，

1天文单位=1.496×108km

或者，更准确地讲等于149597890±500km。日地距离的最小值（或称近日点）为0.983天文单位，其日期大约在1月3日；而其最大值（或称远日点）为1.017天文单位，日期大约在7月4日。地球处于日地平均距离的日期为4月4日和10月5日。

由于日地距离对于任何一年的任何一天都是精确已知的，所以这个距离可用一个数学表达式表述。为了避免日地距离用具体长度计量单位表示过于冗长，一般均以其与日地平均距离比值的平方表示，即E R=（r

太阳能辐射能量的换算

? 太阳能辐射能量不同单位之间的换算

? 1卡（cal）＝4.1868焦（J）＝1.16278毫瓦时（mWh） ? 1千瓦时（KWh）＝3.6兆焦(MJ)

? 1千瓦时／平方米（KWh/m2）=3.6兆焦/平方米（MJ/m2）=0.36千焦/平方厘米（KJ/cm2）

? 100毫瓦时/平方厘米（mWh/cm2）=85.98卡/平方厘米（cal/cm2）

? 1兆焦/米平方(MJ/m2)=23.889卡/平方厘米 (cal/cm2)=27.8毫瓦时/平方厘米 (mWh/cm2)

? 太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算

? 辐射能量换算成峰值日照系数：

? 当辐射量的单位为卡/平方厘米时，则： 年峰值日照小时数=辐射量×0.0116（换算系数） 例如：

某地年水平面辐射量139千卡/厘米2（kcal/m2）,电池组件倾斜面上的辐射量152.5千卡/厘米2（kcal/cm2）,则年峰值日照

小时数为：152500卡/厘米2（cal/cm2）×0.0116=1769h,峰值日照时数=1769÷365=4.85h.

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