Stefan-Boltzmann定数 — CAE用語解説

σ = 5.67×10⁻⁸ W/(m²·K⁴) で、黒体（完全放射体）の表面から放射されるエネルギーと温度の関係を結びつける物理定数だよ。黒体の放射パワーは P = σAT⁴ で、温度の4乗に比例する。つまり温度が2倍になると放射量は16倍に跳ね上がるんだ。

その通り。だから輻射は低温では無視できるけど、高温になるほど支配的になる。例えば室温（約300K）での輻射はそこまで大きくないけど、製鉄の溶鋼（1500℃≈1773K）だと輻射が伝熱の主役。炉壁設計では輻射計算なしには温度分布を正しく予測できないんだ。

輻射境界条件を設定するときに使う。実際の物体は完全黒体じゃないから、q = εσ(T⁴ - T_surr⁴) という式で、放射率ε（0〜1）をかける。例えば酸化したステンレスならε≈0.85、研磨したアルミならε≈0.05。この放射率の設定が輻射伝熱量を大きく左右するから、材料表面の状態をよく確認する必要があるよ。

輻射の項は熱伝導方程式の境界条件として入れる。T⁴の非線形性があるから反復計算が必要になる。

一般的な目安として、表面温度が200℃以上なら輻射を考慮する価値がある。500℃以上なら必須と考えていい。ただし宇宙環境のように対流がない場合は、低温でも輻射が唯一の放熱手段だから温度に関係なく必要だよ。

放射率とビューファクタが輻射計算の必須パラメータ。輻射伝熱の基礎とセットで理解してね。

• 放射率
• ビューファクタ
• 輻射

あと放射率εは表面の塗装や酸化状態で大幅に変わるから、設計変更で表面処理が変わったら輻射計算も見直す必要があるよ。意外と見落としがちなポイントだ。