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辐射量计算公式

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关于辐射量计算,根据应用场景不同,主要涉及以下公式和概念:

一、太阳辐射量计算

总辐射量(Globaltot)

由直接辐射量(Dirtot)和散射辐射量(Diftot)组成:

$$Globaltot = Dirtot + Diftot$$

其中,Dirtot是所有太阳图扇区直接日照量之和,Diftot为散射辐射量。

直接辐射量(Dirtot)

计算公式为:

$$Dirtot = \sum (Dirθ,α) \cdot SConst \cdot βm(θ) \cdot SunDurθ,α \cdot \cos(AngInθ,α)$$

- $Dirθ,α$:太阳图扇区的天顶角和方位角

- $SConst$:太阳常数(1367 W/m²)

- $β$:大气层透射率

- $m(θ)$:光路径长度修正系数

- $SunDurθ,α$:天空扇区持续时间

- $AngInθ,α$:入射角。

光路径长度修正系数(m(θ))

- 当天顶角$θ < 80°$时:

$$m(θ) = \frac{\exp(-0.000118 \cdot Elev - 1.638 \times 10^{-9} \cdot Elev^2)}{\cos(θ)}$$

- 当$θ \geq 80°$时,需考虑折射效应。

二、净全辐射计算

净全辐射(Rnet)考虑地表反射率(Albedo):

$$Rnet = Rtotal - Ralbedo \cdot Rtotal$$

$Rtotal$:总太阳辐射量

$Ralbedo$:地表反射率(0-1之间)。

三、其他相关公式

辐射剂量计算(核辐射场景)

- 线性剂量:$D = S \times E$

- 有效剂量:$ED = \text{组织权重因子} \times D$。

物体辐射特性

- 绝对黑体:$d=0$(吸收率$a=1$)

- 绝对白体:$d=1$(反射率$r=1$)。

四、注意事项

天文计算需考虑地理纬度、海拔及大气条件;

工程应用中建议采用专业软件(如辐射传输模型)进行精确模拟。

以上公式适用于太阳辐射和核辐射等不同场景,需根据具体问题选择适用模型。