視界因子

在輻射熱傳中，視界因子（view factor）$F_{A\rightarrow B}$ 定義為從表面$A$離開的輻射中，碰到表面$B$的比例 。在比較複雜的情境中，離開任一表面$A$的輻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。有時也稱為配置因數（configuration factors），形狀因數（form factors），角度因數（angle factors）或形狀因數（shape factors）。

物理定義

視界因子的總和

由於離開表面的總輻射是守恆的，因此來自給定表面的所有視圖因子之和， $S_{i}$ 總合為1：

（1）$\sum _{j=1}^{n}{F_{S_{i}\rightarrow S_{j}}}=1$

例如，考慮一種情況，其中兩個表面A和B漂浮在空腔C之中。離開A的所有輻射都必須撞擊B或C ，或者如果A是凹面的，則可能會撞擊A自己本身。離開A的輻射的100％可被分為到達A ， B和C三部分。

當考慮到達目標表面的輻射時，經常會出令人感到困惑。在這種情況下，將視界因子相加通常是沒有意義的，因為來自A的視界因子和來自B的視界因子分母都是不同的。 C可能會看到A的10％輻射， B的50％的輻射以及C的20％的輻射，但是在不知道每個輻射有多少輻射的情況下，說C接收到80％的總輻射並沒有太大的物理意義。

自視表面

對於凸表面，沒有輻射會在離開表面後撞擊自己本身，因為輻射沿直線傳播。因此，對於凸面， $F_{A\rightarrow A}=0$

對於凹面，這法則不適用，因此對於凹面$F_{A\rightarrow A}>0$

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。疊加法則使我們能夠使用已知幾何形狀的相加或相減來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。

（2）$F_{1\rightarrow (2,3)}=F_{1\rightarrow 2}+F_{1\rightarrow 3}$

交互性

視界因子的交互性定理表示，在已知$F_{A\rightarrow B}$可以利用兩個表面的面積$A_{A}$和$A_{B}$ 來計算$F_{B\rightarrow A}$

（3）$A_{A}F_{A\rightarrow B}=A_{B}F_{B\rightarrow A}$

不同表面的視界因子

兩個微小面積的視界因子${\hbox{d}}A_{1}$和${\hbox{d}}A_{2}$距離s可由下式計算：

（4）$dF_{1\rightarrow 2}={\frac {\cos \theta _{1}\cos \theta _{2}}{\pi s^{2}}}{\hbox{d}}A_{2}$

$\theta _{1}$和$\theta _{2}$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$A_{1}$到另一個表面$A_{2}$的視界因子：

（5）$F_{1\rightarrow 2}={\frac {1}{A_{1}}}\int _{A_{1}}\int _{A_{2}}{\frac {\cos \theta _{1}\cos \theta _{2}}{\pi s^{2}}}\,{\hbox{d}}A_{2}\,{\hbox{d}}A_{1}$

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，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。常見於都市峽谷。

外部連結

• View3D （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）是一種計算機程序（ FOSS ），用於計算2D和3D中的視圖因子。
• 視界因子計算器