Facteur de forme (physique)

Facteur de forme (physique)

En physique, le facteur de forme F_{A \rarr B} est un coefficient qui exprime la part du flux quittant A qui atteint B. Il est utilisé notamment dans le calcul des transferts de chaleur par rayonnement.

Sommaire

Expression différentielle

Pour deux surfaces planes élémentaires dA1 et dA2 à une distance S, on peut exprimer le facteur de forme :

F_{1 \rarr 2} = \frac{\cos\theta_1 \cos\theta_2}{\pi S^2}\hbox{d}A_2

θ1 et θ2 sont les angles entre les normales aux surfaces et le rayon.

Abaques

Pour déterminer rapidement les facteurs de forme, des abaques sont disponibles en fonction du type géométrique et des dimensions.

Propriétés

Par la propriété de conservation du flux qui quitte une surface, il vient la propriété suivante :

\sum_{j=1}^n {F_{S_i \rarr S_j}} = 1

Pour une surface convexe, aucun flux quittant une surface ne peut l'atteindre à nouveau (le rayonnement se propageant en lignes droites). On a alors : F_{A \rarr A} = 0

Pour une surface concave, F_{A \rarr A} > 0

Il y a également un théorème de réciprocité pour les facteurs de forme :

A_A F_{A \rarr B} = A_B F_{B \rarr A}

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