モンテカルロ輻射 — CAE用語解説

モンテカルロ放射法は、光子（放射エネルギーの束）をランダムに放出して追跡することで、物体間の放射伝熱を計算する手法だ。形態係数（ビューファクター）を数値的に求めるのにも使える。複雑な形状でも幾何学的な制約なしに計算できるのが強みだよ。

解析的に求まるのは平行平板や同心円筒みたいな単純形状だけ。自動車のエンジンルームのように複雑な形状では、何百もの表面ペアの形態係数が必要で、モンテカルロ法で光線を数百万本飛ばして統計的に求めるのが現実的なんだ。

排気系の熱設計（エキマニからフロアへの輻射熱）、半導体の加熱炉設計、宇宙機の熱制御（太陽輻射と宇宙放射のバランス）。Ansys FluentのS2S（Surface-to-Surface）モデルやSTAR-CCM+の輻射モデルがモンテカルロベースだよ。

光線の本数（光子数）を増やすほど精度は上がるけど計算時間も増える。統計的な精度が1/√Nで改善するから、精度を10倍にするには100倍の光線が必要。でもGPU並列化との相性が良いから最近は高速化が進んでるよ。

実際CGのレンダリングとMC放射法は原理が同じ。物理とCGの融合が面白い分野だよ。