与双向反射分布函数（BRDF）表面耦合的二维圆柱介质中的辐射传热

摘要： 在进行辐射传热分析和温度测量时，通常假设表面为黑体、漫反射或镜面反射，这可能导致实际工况下出现明显误差。热传递分析中采用了被认为能较严格表征真实表面的双向反射分布函数（BRDF）。本研究应用Minnaert模型和Torrance与Sparrow模型这两个BRDF模型，探究不同边界条件对辐射传热的影响。此外，通过扩展介质散射能量与边界表面反射能量的分布比例方法，在柱坐标系下求解了耦合BRDF表面的二维梯度折射率介质的辐射传递问题。结果表明：BRDF表面偏离漫反射特性越大，其辐射热流与强度分布相较于漫反射表面产生的差异越显著。辐射热流偏差可达12.78%，且在不同边界条件下某些方向的辐射强度差异更为明显。高反射角时镜面反射起主导作用，但增强的散射能力会削弱BRDF反射对辐射强度分布的影响。