【2025亚太杯B题】辐射制冷技术的建模与优化——亚太地区大学生数学建模竞赛(思路、代码、论文持续更新中.......)

最新推荐文章于 2025-12-20 20:58:15 发布

原创最新推荐文章于 2025-12-20 20:58:15 发布 · 822 阅读

14 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#数学建模 #支持向量机

💥💥💞💞欢迎来到本博客❤️❤️💥💥

🏆博主优势：🌞🌞🌞博客内容尽量做到思维缜密，逻辑清晰，为了方便读者。

⛳️座右铭：行百里者，半于九十。

⛳️2025亚太杯B题——辐射制冷技术的建模与优化

2025年亚太地区数学建模竞赛

问题B

辐射制冷技术的建模与优化

全球工业化和人口增长导致能源消耗持续增加。

尽管太阳能、风能和核能等清洁能源的供应比例有所上升，但石油及其他液体燃料仍是全球最大的能源供应来源。这导致了城市热岛效应和温室效应的加剧。

根据斯特藩-玻尔兹曼定律，温度较高的物体比温度较低的物体辐射出更多的能量。

在地球表面平均温度为15°C的条件下，地球表面物体的大多数热辐射发生在红外光谱范围内。因此，科学家提出了一种称为被动日间辐射制冷（PDRC）的技术。该技术基于以下原理：红外辐射在8-13μm“大气透明窗口”中的高透过率，以及由于温度差异而发生的热辐射能量交换。在不消耗任何能量的情况下，地球表面的物体可以直接将其热辐射能量发射到寒冷的外部空间，从而自发地降低其温度，甚至可能降至环境温度以下。

图1 辐射制冷技术

与其他制冷技术相比，辐射制冷技术无需能量输入，同时减少了整体能源消耗，形成了节能的良性循环。

这对于实现可再生能源发展和碳中和目标具有重要意义。该技术在节能建筑、太阳能电池、个人热管理、电厂冷凝器、发电和集水等领域展现出巨大的应用潜力。然而，辐射制冷技术在大规模实际应用中仍面临若干挑战。这些挑战主要在于需要优化材料的光谱发射特性，以及复杂的制造工艺和高昂的生产成本。当前研究表明，聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜是一种在可见光谱中具有超高透过率且在“大气窗口”波段具有高发射率的材料，非常适合应用于辐射制冷技术。材料折射率的相关信息可在相关网站（如https://refractiveindex.info/）上查询。