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在[[熱輻射|辐射热傳]]中，'''視界因子'''（view factor）<math>F_{A \rarr B}</math> 定義為從表面<math>A</math>離開的[[辐射]]中，碰到表面<math>B</math>的比例 。在比較複雜的情境中，離開任一表面<math>A</math>的辐射可能到達許多不同的平面，可以分為許多平面或平面區段計算後再相加。有时也称为'''配置因数'''（configuration factors），'''形状因数'''（form factors），'''角度因数'''（angle factors）或'''形状因数'''（shape factors）。

== 物理定義 ==
=== 視界因子的總和 ===
由于離開表面的總辐射是[[守恒定律|守恆]]的，因此来自给定表面的所有视图因子之和， <math>S_i</math> 總合為1：

: （1）<math>\sum_{j=1}^n {F_{S_i \rarr S_j}} = 1</math>

例如，考虑一种情况，其中兩個表面''A''和''B''漂浮在空腔''C''之中。离开A的所有辐射都必須撞擊B或C ，或者如果''A''是凹面的，則可能会撞击A自己本身''。''离开''A''的辐射的100％可被分為到達''A'' ， ''B''和''C''三部分''。''

当考虑到達目标表面的辐射时，經常會出令人感到困惑。在這种情况下，将視界因子相加通常是没有意義的，因为来自''A''的視界因子和来自''B''的視界因子分母都是不同的。 ''C''可能会看到''A''的10％辐射， ''B''的50％的辐射以及''C''的20％的辐射，但是在不知道每个辐射有多少辐射的情况下，说''C''接收到80％的總辐射並没有太大的物理意義。

=== 自視表面 ===
對於[[凸函数|凸]]表面，没有辐射會在離開表面後撞击自己本身，因为[[輻射]]沿直線傳播。因此，對於凸面， <math>F_{A \rarr A} = 0</math>

對於[[凹函数|凹面]]，这法則不適用，因此對於凹面<math>F_{A \rarr A} > 0</math>

=== 疊加法則 ===
當某些複雜的幾何圖形使得既有的計算公式不可用時，疊加法則很有用<ref>{{Cite web|title=View factor calculation|url=https://abaqus-docs.mit.edu/2017/English/SIMACAETHERefMap/simathe-c-viewfactor.htm|accessdate=2020-12-24|work=abaqus-docs.mit.edu|language=en|archive-date=2022-01-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20220102191608/https://abaqus-docs.mit.edu/2017/English/SIMACAETHERefMap/simathe-c-viewfactor.htm}}</ref>。疊加法則使我们能够使用已知幾何形狀的相加或相減来找出要複雜幾何形狀的視界因子。這個過程現在多由電腦進行<ref>{{Cite web|title=Radiation Wizard|url=https://thermal.mayahtt.com/tmwiz/radiate/pa-sqpl/pa-sqpl.htm|accessdate=2020-12-24|work=thermal.mayahtt.com}}</ref><ref>{{Cite web|title=Fast View Factor Computation|url=https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/59234-fast-view-factor-computation|accessdate=2020-12-24|work=www.mathworks.com|language=en|archive-date=2021-06-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20210622144759/https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/59234-fast-view-factor-computation}}</ref><ref>{{Cite web|title=A CATALOG OF RADIATION HEAT TRANSFER CONFIGURATION FACTORS|url=http://www.thermalradiation.net/tablecon.html|accessdate=2020-12-24|author=|date=|format=|work=www.thermalradiation.net|publisher=|language=|archive-date=2021-05-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20210507145138/http://www.thermalradiation.net/tablecon.html|dead-url=no}}</ref>。

: （2）<math>F_{1 \rarr (2,3)}=F_{1 \rarr 2}+F_{1\rarr 3}</math> <ref>Heat and Mass Transfer, Yunus A. Cengel and Afshin J. Ghajar, 4th Edition</ref>

=== 交互性 ===
視界因子的交互性定理表示，在已知<math>F_{A \rarr B}</math>可以利用两个表面的面积<math>A_A</math>和<math>A_B</math> 來計算<math>F_{B \rarr A}</math>

: （3）<math>A_A F_{A \rarr B} = A_B F_{B \rarr A}</math>

=== 不同表面的視界因子 ===

两个微小面積的視界因子<math>\hbox{d}A_1</math>和<math>\hbox{d}A_2</math>距離''s''可由下式計算：

（4）<math>
dF_{1 \rarr 2} = \frac{\cos\theta_1 \cos\theta_2}{\pi s^2}\hbox{d}A_2
</math>

<math>\theta_1</math>和<math>\theta_2</math>是表面法線與兩個兩者之間的光線之間的角度。積分式（4）可得從表面<math>A_1</math>到另一个表面<math>A_2</math>的視界因子：

: （5）<math>
F_{1 \rarr 2} = \frac{1}{A_1} \int_{A_1} \int_{A_2} \frac{\cos\theta_1 \cos\theta_2}{\pi s^2}\, \hbox{d}A_2\, \hbox{d}A_1
</math>

*

== 應用 ==

=== 天空可視因數 ===
天空可視因數 （英文：The sky view factor，SVF）表示從地面可見的天空比例<ref>{{cite journal|title=Graphical estimation of sky view-factors in urban environments|last=Watson|first=I. D|date=March–April 1987|journal=Journal of Climatology|issue=2|doi=10.1002/joc.3370070210|volume=7|pages=193–197|bibcode=1987IJCli...7..193W|author2=G. T. Johnson}}</ref>，表示平面接收的[[日射量]]有密切關係。 天空可視因數是介於0到1之間的[[無因次]]數，當其值為1表示天空是完全可見的，例如在平原中央。 當測量點周圍有建築物或樹木時，將導致SVF按比例減少<ref name="Oke">{{cite journal|title=The Energy Balance of an Urban Canyon|last=Nunez|first=M|date=1977|journal=Journal of Applied Meteorology|issue=1|doi=10.1175/1520-0450(1977)016<0011:teboau>2.0.co;2|volume=16|pages=11–19|bibcode=1977JApMe..16...11N|author2=T. R. Oke|hdl=2429/35946}}</ref>。常見於[[都市峽谷]]。

== 参考資料 ==
{{references|2}}

== 外部連結 ==

* [http://view3d.sourceforge.net/ View3D] {{Wayback|url=http://view3d.sourceforge.net/ |date=20180513073117 }}是一种计算机程序（ [[自由及开放源代码软件|FOSS]] ），用于计算2D和3D中的视图因子。
* 視界因子計算器<ref>{{Cite web|title=View Factors|url=http://fchart.com/ees/heat_transfer_library/shape_factors/hs1.htm|accessdate=2020-12-24|work=fchart.com|archive-date=2020-01-28|archive-url=https://web.archive.org/web/20200128180631/http://fchart.com/ees/heat_transfer_library/shape_factors/hs1.htm|dead-url=no}}</ref>

[[Category:传热]]
[[Category:建筑能耗模擬軟體]]