灰色体 — CAE用語解説

黒体は全ての波長の放射を100%吸収・放射する理想物体で、放射率ε=1だよね。灰色体はそこから一歩現実に近づけた仮定で、「放射率が波長によらず一定値ε（0<ε<1）」とするモデルなんだ。例えば酸化したスチールならε≈0.8、アルミの研磨面ならε≈0.05みたいに、材料固有の定数として扱えるから計算がぐっと楽になる。

鋭いね。ガラスみたいに短波長では透明、長波長では不透明っていう材料は灰色体仮定だとうまく扱えない。太陽光（短波長）と物体放射（長波長）が共存するような問題では、波長帯ごとにεを変える非灰色体モデルが必要になるケースもあるよ。

電子機器の筐体内の輻射や炉の内壁の放熱みたいに、温度範囲がある程度限られていて太陽光が直接入ってこない問題なら灰色体で十分正確に評価できる。ANSYSやCOMSOLの輻射モジュールもデフォルトは灰色体仮定だよ。

宇宙機の熱設計が代表例だね。太陽光の吸収率と赤外放射率が全然違うから、灰色体で計算すると温度が何十度もずれることがある。こういう場合はバンドモデルで波長帯ごとに放射率を設定する必要があるんだ。

このあたりは押さえておきたいね。

いいね。材料の放射率データは温度依存性もあるから、文献値を確認して適用範囲を意識するのが大事だよ。