Współczynniki konfiguracji promieniowania

Współczynniki konfiguracji, znane również jako współczynniki kształtu lub widoku, odgrywają bezpośrednią rolę w przekazywaniu ciepła przez promieniowanie. Współczynnik konfiguracji F_ij pomiędzy dwiema niewielkimi powierzchniami A_i oraz A_j jest definiowany jako część promieniowania opuszczającego powierzchnię A_i, która jest przechwytywana przez powierzchnię A_j. Innymi słowy, F_ij informuje o tym, jak dobrze A_i „widzi” A_j. Współczynnik konfiguracji F_ij zależy od orientacji niewielkich powierzchni A_i oraz A_j, a także od odległości między nimi.

W przypadku dwóch nieskończenie małych powierzchni dA_i oraz dA_j współczynnik konfiguracji dF_ij jest wyrażony wzorem:

gdzie Θ_i oraz Θ_j są kątami pomiędzy normalnymi jednostkowymi do powierzchni a linią R_ij łączącą obie powierzchnie. Jeżeli obydwie powierzchnie są skończone, to współczynnik konfiguracji dany jest wzorem:

Z powyższego równania otrzymujemy następującą relację wzajemności:

Podczas gdy wiele podręczników poświęconych przekazywaniu ciepła podaje współczynniki konfiguracji dla powierzchni o prostych kształtach, obliczenie współczynników konfiguracji dla rzeczywistych problemów wymaga znacznego wysiłku, nawet dla szybkich komputerów. Gdy należy obliczyć współczynniki konfiguracji promieniowania pomiędzy ścianą A i ścianą B, oprogramowanie traktuje każdą ścianę jak zbudowaną w niewielkich pól (powierzchni) zdefiniowanych przez ściany elementów. Następnie oblicza współczynnik konfiguracji dla każdego elementu ściany względem każdego innego elementu ściany zestawu. W tych obliczeniach są uwzględniane współczynniki konfiguracji pomiędzy ścianami elementów na tej samej ścianie geometrycznej.

Wklęsła ściana o rozsądnie drobnej siatce może promieniować sama na siebie. Ściany planarne i wypukłe nie promieniują same na siebie. Efekty są automatycznie uwzględniane.