2。2。3。2 大涡模拟

在湍流模型中，同时存在着大涡和小涡，处理的方式不完全相同，大涡采用直接求解的 方法，而小涡则是找到与大涡类似的模型来计算。在湍流运动中，大涡所占的比重更大，主 要影响着湍流的发展，其运动规律的变化也和大涡有着直接的关系，起到在湍流中传递能量 的作用，而尺度较小的小涡作为接收能量的一方，主要承担能量的外散。

利用大涡模拟对运算平台的要求也是比较高的，需要更大的内存和更快的中央处理器。 随着计算机领域的飞速崛起和发展，这种条件的满足也越来越简单，大涡模拟也更多的应用

在了湍流模型的计算当中。 

2。2。3。3 雷诺时均方程模拟雷诺时均方程作为求解湍流模型最基本的方法，有着很大的作用，求解过程相较上边两 种方法，也有很大的便捷性和实用性。 

在雷诺时均方程中，最常用的就标准的 k-ε 湍流模型，它包含两部分，分别是湍流的动 能方程和耗散率方程。前者是能够进行准确求解的，后者是通过实验总结出来的经验公式。 

两种方程形式如下： 

式中：   （2-11） 但是 k-ε 方程在边界层内的最准确程度并不是特别理想，主要是由于其耗散率方程为经

验公式，较为模糊，故在 k-ε 方程的基础上衍生出了近壁面情况下更加准确的剪切应力输运 k

− ω 模型。 

k − ω 模型包含湍流动能和耗散率两个部分，其输运方程如下： 

2。3。4 辐射模型

2。3。4。1 太阳辐射的引入

太阳是整个太阳系的中心，地球以太阳为中心，每时每刻进行轨迹为椭圆的公转，而太 阳所处位置与椭圆中心存在偏移，故地球到太阳的距离不是定值。 

太阳是太阳系中唯一的恒星，其表面温度高达 5770k，内部不间断的进行核热反应，以 电磁波的形式每时每刻向外界传递着能量，这种能量即为太阳辐射。到达地球的太阳辐射能只占所有太阳辐射能的极其微小的一部分，且在经过大气层时还要减弱，但是功率也达到了 8。1×1013KW。 来:自[优.尔]论,文-网www.youerw.com +QQ752018766-

太阳辐射为一种短波辐射，其波长主要集中在 0。15-4μm，而根据不同的波长，又可以将 太阳辐射细分为紫外光、可见光和红外光三种，这三种波段中，可见光波段所含的能量是最 高的[21]。 

本文中所引入的太阳辐射主要是指到达地面的太阳辐射，由于太阳辐射到达地面前要穿 过大气层，必定有一部分被大气层吸收，还会存在反射、折射等作用，所以到达地球表面的 太阳辐射能量和方向都会发生变化。 

地球上某一区域接收到的太阳辐射的多少受到多种因素的影响，其中作为基本的几项就 是：所研究区域与太阳的相对位置(由此研究区域的经纬度和当地时差确定)、具体的某一天 和当天的准确时间、当时的天气条件等。其中所研究区域的经纬度、当地的时差以及太阳高 度角、方位角、太阳常数共同确定了所研究区域与太阳的相对位置。而典型的天气条件共有 三种：晴天、云天和阴天，天气条件直接影响着大气层对太阳辐射的散射。 

2。3。4。2 FLUENT 软件中的辐射换热模型

辐射换热的定义为两个（或多个）温度不同且互不接触的物体之间通过电磁波进行的换 热过程。本文中的辐射换热包含太阳的热辐射和各个表面之间的辐射换热。太阳的热辐射投 射到物体表面时，会发生吸收、反射、透射三种现象，其强度的大小和天气条件和物体表面 的吸收透过率有关。典型的天气状态有晴天、有云、阴天等，具体计算方法参照有关文献[22]。