蒙特卡罗辐射 — CAE术语解说

蒙特卡罗放射法通过随机发射和追踪光子（辐射能量束）来计算物体间的辐射传热。也可用于数值求解形态系数（视图因子）。即使是复杂形状，也能在没有几何约束的情况下进行计算，这是该方法的优势所在。

解析求解只对平行平板或同心圆筒等简单形状有效。对于汽车发动机舱这样的复杂形状，需要求解数百个表面对的形态系数。此时通过蒙特卡罗法发射数百万条光线，统计求解这些系数是现实可行的。

排气系统的热设计（排气歧管向地板的辐射热）、半导体加热炉设计、航天器热控制（太阳辐射与宇宙空间辐射的平衡）。Ansys Fluent的S2S（Surface-to-Surface）模型和STAR-CCM+的辐射模型都基于蒙特卡罗方法。

发射光线数量越多，精度越高，但计算时间也增加。精度按照1/√N的规律改善，即要使精度提高10倍，需要100倍的光线。但该方法与GPU并行化兼容性好，近年来高速化进展迅速。

实际上，计算机图形学的渲染和蒙特卡罗放射法的原理是相同的。物理与计算机图形学的融合，是一个有趣的领域。