放射率 — CAE用語解説

放射率は、ある物体が同じ温度の黒体と比べてどれだけ輻射エネルギーを放出できるかの比率だよ。値は0から1の間で、完全な黒体がε=1、ピカピカの鏡面だとε=0.05くらい。ステファン-ボルツマンの法則 q = εσT⁴ に直接入るパラメータだ。

可視光の色とは必ずしも一致しないけど、傾向としてはそうだね。例えば黒色アノダイズ処理のアルミはε≈0.85だけど、無処理の研磨アルミはε≈0.05。同じ材料でも表面仕上げで放射率が10倍以上変わるから、材料データベースをよく確認するのが重要だ。

宇宙空間みたいに対流がない環境では、輻射が唯一の放熱手段だから放射率の影響が圧倒的に大きい。εを0.1間違えただけで温度が数十度ずれることもある。ガスタービンブレードの高温部も同様で、放射率が効率予測の精度を左右するんだ。

T⁴に比例するから、室温付近だと対流や伝導に比べて影響は小さい。でも密閉筐体内の電子基板みたいに対流が弱い場合は、低温でも輻射の寄与が無視できないことがあるよ。

まずはこれだね。

うん、不明な場合はパラメトリックスタディでεの上下限を振って、温度への感度を確認するのがプロのやり方だよ。