斯特藩-玻尔兹曼定律 — CAE术语解说

黑体（完全辐射体）单位面积辐射的全部辐射能为 E = σT⁴，其中 σ = 5.67×10⁻⁸ W/(m²·K⁴) 为斯特藩-玻尔兹曼常数。由于与温度的四次方成正比，例如太阳（表面温度约5778K）辐射出惊人的能量，铸造熔融金属（1500K）的辐射也成为主要传热方式。

实际物体需要乘以发射率ε（0～1），得到 E = εσT⁴。黑色涂层表面ε ≈ 0.9，抛光金属表面ε ≈ 0.05差异很大。暖炉表面涂成黑色就是为了提高发射率，从而更高效地通过辐射传热。

两个面间的辐射热交换用 q₁₂ = εσF₁₂(T₁⁴ - T₂⁴) 计算。F₁₂是视角系数（形态系数），表示"从面1发出的辐射中到达面2的比例"。例如在发动机排气歧管热分析中，用这个公式评估高温排管向周围部件的辐射加热。

辐射项作为热传导方程的边界条件或源项引入。

会的。T⁴对T的强非线性特性要求使用Newton-Raphson法等迭代求解方法。收敛可能耗时较长，初值不佳时还可能发散。含有辐射项的问题需要特别关注收敛稳定性。

发射率、视角系数、辐射传热这三个概念必须结合使用。

对。反过来，人造卫星外壳为了反射太阳光，用金色多层隔热材料(MLI)包裹来控制发射率。斯特藩-玻尔兹曼定律是从宇宙到暖炉的通用基本定律。