一种目标温度场计算方法、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及目标温度场计算技术领域，特别涉及一种目标温度场计算方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.目标辐射特性的理论建模是一种综合考虑各种效应的较为理论化的研究方法，根据有关目标的结构、材料的各种热物性参数，以及所处环境的各种环境参数，将目标按一定要求划分成微元，考虑各种物理过程，建立物理模型，通过数学方法和计算机进行数值求解，得到目标的辐射特性。目标辐射特性的理论模型对预测目标的辐射特征、目标红外系统的研制、仿真设计等可以提供快速、经济有效的手段，具有重要的使用价值。
3.在进行目标辐射特性的理论建模时，首要需要确定目标的温度场，然而现有技术中，确定目标温度场的方法效率较低，严重影响目标辐射特性的研究工作。
4.因此，目前亟待需要一种目标温度场计算方法来解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种目标温度场计算方法、装置及存储介质，能够提高目标温度场的计算效率。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种目标温度场计算方法，包括：
7.构建待计算目标的有限元几何网络模型，将所述待计算目标剖分成若干个待计算面元；
8.确定每一个所述待计算面元的材质特征和位置坐标；
9.针对每一个所述待计算面元，基于所述待计算面元的位置坐标，确定所述待计算面元法线与待计算时刻太阳光照角度的第一夹角；
10.根据每一个所述待计算面元的材质特征和所述第一夹角，基于预先针对所述待计算目标的所在区域生成的材质温度纹理文件，确定每一个所述待计算面元的温度值，获得所述待计算目标的温度场；其中，所述材质温度纹理文件包括所述待计算目标对应不同材质特征的面元法线与太阳光照角度的第二夹角对应的面元温度值；所述第二夹角是通过按照预设的夹角间隔遍历太阳方位角和俯仰角获得的。
11.在一种可能的设计中，所述待计算目标所在区域的材质温度纹理文件是通过如下方式获得的：
12.确定所述待计算目标所在区域对应的环境参数；
13.根据所述环境参数，针对所述区域内不同材质特征的面元分别构建面元法线与太阳光照角度为所述第二夹角时对应的能量平衡方程；
14.求解每一个所述能量平衡方程，计算出不同材质特征的面元对应所述第二夹角的面元温度值，得到所述待计算目标所在区域的材质温度纹理文件。
15.在一种可能的设计中，所述环境参数对应不同日期范围，所述待计算目标所在区
域的材质温度纹理文件包含不同日期范围的材质温度纹理子文件；
16.所述基于预先针对所述待计算目标的所在区域生成的材质温度纹理文件，确定每一个所述待计算面元的温度值，包括：
17.在所述待计算目标的所在区域的材质温度纹理文件中，获取日期范围包含所述待计算时刻的材质温度纹理子文件，根据所述材质温度纹理子文件确定每一个所述待计算面元的温度值。
18.在一种可能的设计中，构建所述不同材质特征的面元在所述第二夹角下的能量平衡方程，包括：
19.基于一维传热模型建立所述能量平衡方程；
20.所述一维传热模型为：
[0021][0022]
式中，t为所述预设面元的温度，t为时间变量，x为空间变量，α为传热系数；
[0023]
所述能量平衡方程为：
[0024]
ed e
sky
e
ground
e
cv
g
h-q
it
＝0
[0025]
式中：ed是所述预设面元在所述第二夹角下吸收的太阳辐射能量(w/m2)；e
sky
是所述预设面元吸收的大气辐射能量(w/m2)；e
ground
是所述预设面元吸收的地面辐射能量，分为地面反射和地面辐射两部分(w/m2)；e
cv
是所述预设面元与外部空气对流换热而吸收的能量(w/m2)，主要与空气对流速度及大气温度有关；gh是所述预设面元的外表面与所述预设面元的内表面的热传导通量(w/m2)；q
it
是所述预设面元辐射出射度(w/m2)，与所述预设面元的自身发射率以及温度有关。
[0026]
在一种可能的设计中，所述根据每一个所述待计算面元的材质特征和所述第一夹角，基于预先针对所述待计算目标的所在区域生成的材质温度纹理文件，确定每一个所述待计算面元的温度值，包括：
[0027]
针对每一个所述待计算面元，从所述材质温度纹理文件中获取与所述待计算面元的材质特征相同的目标材质温度纹理文件；
[0028]
根据所述目标材质温度纹理文件中包含的各第二夹角与所述第一夹角的夹角差值，选择第二夹角；
[0029]
根据所选择的第二夹角所对应的面元温度值，确定所述待计算面元的温度值。
[0030]
在一种可能的设计中，所述根据所述目标材质温度纹理文件包含的各第二夹角与所述第一夹角的夹角差值，选择第二夹角，包括：
[0031]
判断所述夹角差值中的最小夹角差值是否为0，若是，则将该最小夹角差值对应的第二夹角确定为所选择的第二夹角，否则，将所述夹角差值中夹角差值最小的第二夹角确定为所选择的第二夹角。
[0032]
在一种可能的设计中，所述根据所选择的第二夹角所对应的面元温度值，确定所述待计算面元的温度值，包括：
[0033]
若所述夹角差值中的最小夹角差值为0，则将选择的第二夹角对应的面元的温度值确定为所述待计算面元的温度值；
[0034]
若所述夹角差值中的最小夹角差值不为0，则根据所选择的两个第二夹角、两个所
述第二夹角对应的面元温度值和所述第一夹角做线性插值计算；
[0035]
将通过线性插值计算得到的面元温度值确定为所述待计算面元的温度值。
[0036]
第二方面，本发明实施例还提供了一种目标结构模拟装置，包括：
[0037]
构建模块，用于构建待计算目标的有限元几何网络模型，将所述待计算目标剖分成若干个待计算面元；
[0038]
第一确定模块，用于确定每一个所述待计算面元的材质特征和位置坐标；
[0039]
第二确定模块，用于针对每一个所述待计算面元，基于所述待计算面元的位置坐标，确定所述待计算面元法线与待计算时刻太阳光照角度的第一夹角；
[0040]
获得模块，用于根据每一个所述待计算面元的材质特征和所述第一夹角，基于预先针对所述待计算目标的所在区域生成的材质温度纹理文件，确定每一个所述待计算面元的温度值，获得所述待计算目标的温度场；其中，所述材质温度纹理文件包括所述待计算目标对应不同材质特征的面元法线与太阳光照角度的第二夹角对应的面元温度值；所述第二夹角是通过按照预设的夹角间隔遍历太阳方位角和俯仰角获得的。
[0041]
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
[0042]
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。
[0043]
本发明实施例提供了一种目标温度场计算方法、装置及存储介质，该方法针对待计算目标，首先预先生成该待计算目标所在区域的材质温度纹理文件，该文件包括该待计算目标对应不同材质特征的面元法线与太阳光照角度的第二夹角对应的面元温度值；然后构建该待计算目标的有限元几何网络模型，将该待计算目标剖分成若干个待计算面元，并确定每一个所述待计算面元的材质特征和位置坐标；再然后，针对每一个所述待计算面元，基于所述待计算面元的位置坐标，确定所述待计算面元法线与待计算时刻太阳光照角度的第一夹角；最后，根据每一个所述待计算面元的材质特征和所述第一夹角，基于预先生成的材质温度纹理文件，确定每一个所述待计算面元的温度值，获得该待计算目标的温度场。
[0044]
由此可见，该申请的计算方法由于预先生成了待计算目标所在区域的材质温度纹理文件，因此针对待计算目标中的每一个待计算面元，无需再单独计算每一个面元的温度值，而是通过查询该材质温度纹理文件，即可确定每一个待计算面元的温度值，进而确定待计算目标的温度场，因此，本技术计算方法能够极大地提高目标温度场的计算效率。
附图说明
[0045]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0046]
图1是本发明一实施例提供的一种目标温度场计算方法流程图；
[0047]
图2是本发明一实施例提供的某待计算目标的几何网络模型；
[0048]
图3是本发明一实施例提供的某待计算目标所在区域的材质温度纹理文件；
[0049]
图4是本发明一实施例提供的使用本技术方法获得的某待计算目标的温度场；
[0050]
图5是本发明一实施例提供的一种计算设备的硬件架构图；
[0051]
图6是本发明一实施例提供的一种目标温度场计算装置结构图。
具体实施方式
[0052]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0053]
如前所述，目标辐射特性的理论模型对预测目标的辐射特征、目标红外系统的研制、仿真设计等可以提供快速、经济有效的手段，具有重要的使用价值，且在进行目标辐射特性的理论建模时，首要需要确定目标的温度场。
[0054]
然而现有技术中，在确定目标温度场时，需要计算组成目标的各有限面元之间的角系数与遮挡关系，计算时间较长。尤其当需要计算的区域面积较大，且目标个数较多时，计算过程更加复杂，计算效率较低，严重影响目标辐射特性的研究工作。
[0055]
因此，为了解决上述技术问题，可以考虑预先生成待计算目标所在区域的材质温度纹理文件，然后通过查询该文件确定待计算目标的温度场，从而提高目标温度场的计算速度。
[0056]
下面描述以上构思的具体实现方式。
[0057]
请参考图1，本发明实施例提供了一种目标温度场计算方法，该方法包括：
[0058]
步骤100，构建待计算目标的有限元几何网络模型，将待计算目标剖分成若干个待计算面元；
[0059]
步骤102，确定每一个待计算面元的材质特征和位置坐标；
[0060]
步骤104，针对每一个待计算面元，基于待计算面元的位置坐标，确定待计算面元法线与待计算时刻太阳光照角度的第一夹角；
[0061]
步骤106，根据每一个待计算面元的材质特征和第一夹角，基于预先针对待计算目标的所在区域生成的材质温度纹理文件，确定每一个待计算面元的温度值，获得待计算目标的温度场；其中，材质温度纹理文件包括待计算目标对应不同材质特征的面元法线与太阳光照角度的第二夹角对应的面元温度值；第二夹角是通过按照预设的夹角间隔遍历太阳方位角和俯仰角获得的。
[0062]
本发明实施例中，由于预先生成待计算目标所在区域的材质温度纹理文件，且该文件包括该待计算目标对应不同材质特征的面元法线与太阳光照角度的第二夹角对应的面元温度值，因此，针对待计算目标中的每一个待计算面元，无需再单独计算每一个面元的温度值，而只需要确定出每一个面元的材质特征、位置坐标以及面元法线与待计算时刻太阳光照角度的第一夹角，就可以通过查询该材质温度纹理文件，确定每一个待计算面元的温度值，进而确定待计算目标的温度场。本实施例提供的计算方法能够极大地提高目标温度场的计算效率。
[0063]
下面描述图1所示的各个步骤的执行方式。
[0064]
首先，针对步骤100，构建待计算目标的有限元几何网络模型，将待计算目标剖分成若干个待计算面元。
[0065]
在该实施例中，待计算目标可以是建筑物、山体、马路、草地等任何有形的物体，待计算目标可以是一个或多个，待计算目标确定之后，可以根据目标的三维外形构建待计算目标的几何网络模型，网络模型完成之后，可以根据需要进行几何修复，例如去除重叠的部分，以使模型更加简化和精确。
[0066]
然后对构建的网络模型进行面元分解，将待计算目标剖分成若干个待计算面元。待计算面元的个数可以根据待计算目标的尺寸以及用户对目标温度场计算精度的要求确定。可以理解的是，待计算面元的面积越小，计算精度越高，计算时间越长，反之，计算精度降低，计算时间也相应缩短，用户可以根据对计算精度和计算时间的要求确定待计算面元的尺寸，然后再根据待计算目标的面积，确定待计算面元的个数，本技术不做具体限定。
[0067]
然后，针对步骤102，确定每一个待计算面元的材质特征和位置坐标。
[0068]
在该实施例中，对于待计算目标，可以根据建筑物施工标准，确定待计算目标中各待计算面元的材质特征；其中，材质特征包括材质的光学、热学参数以及材质结构。具体地，材质的光学、热学参数包括可见光吸收率、全波段发射率、红外波段吸收率、材料密度、比热容、传导率；材质结构包括材质的层数，每一层的材质及材质厚度；对于多层材质，还需要确定内层材质的材料密度、比热容、传导率和材料厚度。
[0069]
待计算面元的位置坐标包括面元中心点在预设坐标系下x、y、z三个方向的坐标值。
[0070]
接下来针对步骤104，针对每一个待计算面元，基于待计算面元的位置坐标，确定待计算面元法线与待计算时刻太阳光照角度的第一夹角。
[0071]
在该实施例中，第一夹角包括待计算面元法线与太阳方位向和俯仰向的夹角，同一计算时刻下，待计算面元的位置不同，与太阳光照角度的第一夹角也不相同，对应的面元温度值不同。例如，待计算目标为楼房，中午12点时，太阳高度角一样，而对于底层面元和顶层面元，位置坐标不同，因而两个面元的法线与太阳光照角度的第一夹角也不相同，因此对应的面元温度值不同，这是符合现实规律的。
[0072]
可见，本实施例基于待计算面元的位置坐标，确定待计算面元法线与待计算时刻太阳光照角度的第一夹角，可以准确的对应每一个面元的温度值。
[0073]
最后，针对步骤106，根据每一个待计算面元的材质特征和第一夹角，基于预先针对待计算目标的所在区域生成的材质温度纹理文件，确定每一个待计算面元的温度值，获得待计算目标的温度场；其中，材质温度纹理文件包括待计算目标对应不同材质特征的面元法线与太阳光照角度的第二夹角对应的面元温度值；第二夹角是通过按照预设的夹角间隔遍历太阳方位角和俯仰角获得的。
[0074]
需要说明的是，可以根据待计算目标的类型和数量确定待计算目标的所在区域。例如，待计算目标为北京市海淀区的居民楼和街道，那么对于整个北京市而言，各个区域的经纬度和环境参数相差不大，因而，可以将所在区域确定为北京市海淀区，也可以将所在区域确定为北京市，以增加预先生成的材质温度纹理文件的通用性，并保证该文件能够涵盖待计算目标中的每一种材质。当然，也可以确定更大的区域，但是可能会降低一部分计算精度。
[0075]
确定完区域之后，可以根据相关部分的统计数据和建筑标准确定该区域内可能出现的全部材质，例如，可能出现的材质有草地、土地、砖、瓷砖、混凝土以及多层材质等。本实施例中，针对该区域中的每一种不同特征的材质只取一个面元，计算出每一个面元法线与太阳光照角度的夹角为第二夹角时对应的面元温度值，以保证待计算目标中每一个待计算面元，当其法线与计算时刻太阳光照角度为第一夹角时，都能匹配到一个与该第一夹角最接近的第二夹角，进而确定该待计算面元的温度值。
[0076]
另外，在确定第二夹角时，通常设置太阳的方位角范围为0～360
°
、俯仰角范围为-90
°
～90
°
，如此可以涵盖全天24小时的太阳光照角度。预设的夹角间隔可以是3
°
、5
°
、10
°
、15
°
等，本实施例优选5
°
，如此遍历得到的第二夹角可以是方位角为5
°
、俯仰角分别为0
°
、5
°
、10
°
、15
°
、20
°……
，如此不仅可以保证较高的计算精度，也能节省计算机资源。
[0077]
在一些实施方式中，待计算目标所在区域的材质温度纹理文件是通过如下方式获得的：
[0078]
步骤a1：确定待计算目标所在区域对应的环境参数；
[0079]
步骤a2：根据环境参数，针对区域内不同材质特征的面元分别构建面元法线与太阳光照角度为第二夹角时对应的能量平衡方程；
[0080]
步骤a3：求解每一个能量平衡方程，计算出不同材质特征的面元对应第二夹角的面元温度值，得到待计算目标所在区域的材质温度纹理文件。
[0081]
在步骤a1中，环境参数包括所在区域的经纬度、区域内的环境温度、环境湿度以及风速等气象参数。其中，经纬度取该区域中心对应的经纬度，气象参数可以是某日或者某时间段内的平均参数。确定环境参数及第二夹角后，即可开展太阳辐射能量、太阳高度角以及大气辐射能量的计算。
[0082]
针对步骤a2，在一些实施方式中，构建不同材质特征的面元在第二夹角下的能量平衡方程，包括：
[0083]
基于一维传热模型建立能量平衡方程；
[0084]
一维传热模型为：
[0085][0086]
式中，t为预设面元的温度，t为时间变量，x为空间变量，α为传热系数；
[0087]
能量平衡方程为：
[0088]
ed e
sky
e
ground
e
cv
g
h-q
it
＝0
[0089]
式中：ed是预设面元在第二夹角下吸收的太阳辐射能量(w/m2)；e
sky
是预设面元吸收的大气辐射能量(w/m2)；e
ground
是预设面元吸收的地面辐射能量，分为地面反射和地面辐射两部分(w/m2)；e
cv
是预设面元与外部空气对流换热而吸收的能量(w/m2)，主要与空气对流速度及大气温度有关；gh是预设面元的外表面与预设面元的内表面的热传导通量(w/m2)；q
it
是预设面元辐射出射度(w/m2)，与预设面元的自身发射率以及温度有关。
[0090]
在该实施例中，由于预设面元很小，可以忽略待计算面元沿垂直方向和水平方向的热传导，只考虑在面元厚度方向的热通量，因此，可以将传热模型简化为一维模型，降低温度场计算的计算量。
[0091]
另外，由于在实际计算中，面元内表面温度趋于恒定，因此，在计算预设面元厚度
方向内、外表面的热传导通量gh时，可以将面元的内表面温度设定为恒定值以简化计算，当然，也可以通过求解面元内表面的能量平衡方程确定内表面温度，再计算面元厚度方向内、外表面的热传导通量。
[0092]
针对步骤a3：依次求解出每一种材质的面元对应第二夹角的面元温度值，得到全部材质面元对应第二夹角的面元温度值，组成待计算目标所在区域的材质温度纹理文件。
[0093]
在一些实施方式中，环境参数对应不同日期范围，待计算目标所在区域的材质温度纹理文件包含不同日期范围的材质温度纹理子文件；
[0094]
基于预先针对待计算目标的所在区域生成的材质温度纹理文件，确定每一个待计算面元的温度值，包括：
[0095]
在待计算目标的所在区域的材质温度纹理文件中，获取日期范围包含待计算时刻的材质温度纹理子文件，根据材质温度纹理子文件确定每一个待计算面元的温度值。
[0096]
在该实施中，对环境参数按照日期范围进行了细化，例如，可以按照月份或者季节确定环境参数，生成对应不同日期范围的材质温度纹理子文件。例如分别生成日期范围为1月份～12月份或者1季度～4季度的材质温度纹理子文件，那么，当需要计算该地区1月15号的目标温度场时，可以首先从材质温度纹理文件中获取1月份的材质温度纹理子文件，然后根据该材质温度纹理子文件确定每一个待计算面元的温度值，如此确定出的面元温度值更加精确。
[0097]
在一些实施方式中，根据每一个待计算面元的材质特征和第一夹角，基于预先针对待计算目标的所在区域生成的材质温度纹理文件，确定每一个待计算面元的温度值，包括：
[0098]
步骤b1：针对每一个待计算面元，从材质温度纹理文件中获取与待计算面元的材质特征相同的目标材质温度纹理文件；
[0099]
步骤b2：根据目标材质温度纹理文件中包含的各第二夹角与第一夹角的夹角差值，选择第二夹角；
[0100]
步骤b3：根据所选择的第二夹角所对应的面元温度值，确定待计算面元的温度值。
[0101]
针对步骤b1，材质温度纹理文件中包含了各种材质的温度纹理，因此，当待计算面元的材质确定之后，例如，材质为混凝土，那么只从该材质温度纹理子文件中获取材质为混凝土的温度纹理文件即可，如此可以提高查询和匹配的速度。
[0102]
针对步骤b2，在一些实施方式中，包括：
[0103]
判断夹角差值中的最小夹角差值是否为0，若是，则将该最小夹角差值对应的第二夹角确定为所选择的第二夹角，否则，将夹角差值中夹角差值最小的第二夹角确定为所选择的第二夹角。
[0104]
需要说明的是，夹角差值包括方位向的夹角差值和俯仰向的夹角差值，当方位向和俯仰向的夹角差值都最小时，为最小夹角差值。
[0105]
针对步骤b2，在一些实施方式中，包括：
[0106]
若夹角差值中的最小夹角差值为0，则将选择的第二夹角对应的面元的温度值确定为待计算面元的温度值；例如，选择的第二夹角和第一夹角都是方位向为5
°
、俯仰向为20
°
，那么可以将第二夹角对应的面元温度25℃直接赋值为待计算面元的温度。
[0107]
若夹角差值中的最小夹角差值不为0，则根据所选择的两个第二夹角、两个第二夹
角对应的面元温度值和第一夹角做线性插值计算；
[0108]
将通过线性插值计算得到的面元温度值确定为待计算面元的温度值。
[0109]
例如，选择的两个第二夹角分别为方位向为5
°
、俯仰向为20
°
和25
°
，对应的面元温度分别为25℃和26℃，而第一夹角为方位向为5
°
、俯仰向为23℃，那么通过依次线性插值计算可以确定出待计算面元的温度值为25.6℃。如果第二夹角和第一夹角的方位向和俯仰向均不相同，则需要经过两次插值计算，得到待计算面元的温度值。
[0110]
下面以一个具体实施例说明采用本技术方法的温度场计算效果。
[0111]
在该实施例中，需要计算北京地区某办公楼在1月15日的温度场，该办公楼的三维几何网络模型如图2所示，利用该网络模型，可以将该办公楼分解成若干个待计算面元。
[0112]
为了快速确定该办公楼的温度场，本实施例首先生成北京区域不同特征材质在1月份的材质温度纹理文件，如图3所示，图3中，每一行纹理代表一种材质面元在不同第二夹角下的温度值，该材质温度纹理文件包括北京地区全部不同特征材质的面元在不同第二夹角下的温度值。
[0113]
针对该办公楼中的每一个待计算面元，可以根据其材质特征和面元法线与计算时刻太阳光照角度的第一夹角，利用图3中的材质温度纹理文件确定出该待计算面元的温度值，依次计算出全部待计算面元的温度值，就可以组成该办公楼的温度场，如图4所示。
[0114]
我们知道，对于任何物体，正对太阳的一侧由于吸收的太阳光照较多，其温度会高于背对太阳的一侧，而沿着高度方向，由于风速较大，物体表面与空气对流换热明显，散失的热量相对较多，因此物体上层的表面温度要低于下层的表面温度。从图4中可以看出，采用该方法计算出的目标温度场，其正对太阳一侧的温度明显高于背对太阳一侧的温度，且目标同一侧内，沿垂直向上方向，面元的温度值逐步降低，这是符合自然规律的。
[0115]
由此可知，采用本技术的计算方法，不仅能够提高计算效率，且计算结果能够真实反应目标不同位置处的面元温度值。
[0116]
如图5、图6所示，本发明实施例提供了一种目标温度场计算装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图5所示，为本发明实施例提供的一种目标温度场计算装置所在计算设备的一种硬件架构图，除了图5所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的计算设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图6所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在计算设备的cpu将非易失性存储器中对应的计算机程序读取到内存中运行形成的。本实施例提供的一种目标温度场计算装置，包括：
[0117]
构建模块300，用于构建待计算目标的有限元几何网络模型，将待计算目标剖分成若干个待计算面元；
[0118]
第一确定模块302，用于确定每一个待计算面元的材质特征和位置坐标；
[0119]
第二确定模块304，用于针对每一个待计算面元，基于待计算面元的位置坐标，确定待计算面元法线与待计算时刻太阳光照角度的第一夹角；
[0120]
获得模块306，用于根据每一个待计算面元的材质特征和第一夹角，基于预先针对待计算目标的所在区域生成的材质温度纹理文件，确定每一个待计算面元的温度值，获得待计算目标的温度场；其中，材质温度纹理文件包括待计算目标对应不同材质特征的面元法线与太阳光照角度的第二夹角对应的面元温度值；第二夹角是通过按照预设的夹角间隔
遍历太阳方位角和俯仰角获得的。
[0121]
在本发明实施例中，构建模块300可用于执行上述方法实施例中的步骤100，第一确定模块302可用于执行上述方法实施例中的步骤102，第二确定模块304可用于执行上述方法实施例中的步骤104，获得模块306可用于执行上述方法实施例中的步骤106。
[0122]
在本发明一个实施例中，待计算目标所在区域的材质温度纹理文件是通过如下方式获得的：
[0123]
确定待计算目标所在区域对应的环境参数；
[0124]
根据环境参数，针对区域内不同材质特征的面元分别构建面元法线与太阳光照角度为第二夹角时对应的能量平衡方程；
[0125]
求解每一个能量平衡方程，计算出不同材质特征的面元对应第二夹角的面元温度值，得到待计算目标所在区域的材质温度纹理文件。
[0126]
在本发明一个实施例中，环境参数对应不同日期范围，待计算目标所在区域的材质温度纹理文件包含不同日期范围的材质温度纹理子文件；
[0127]
基于预先针对待计算目标的所在区域生成的材质温度纹理文件，确定每一个待计算面元的温度值，包括：
[0128]
在待计算目标的所在区域的材质温度纹理文件中，获取日期范围包含待计算时刻的材质温度纹理子文件，根据材质温度纹理子文件确定每一个待计算面元的温度值。
[0129]
在本发明一个实施例中，构建不同材质特征的面元在第二夹角下的能量平衡方程，包括：
[0130]
基于一维传热模型建立能量平衡方程；
[0131]
一维传热模型为：
[0132][0133]
式中，t为预设面元的温度，t为时间变量，x为空间变量，α为传热系数；
[0134]
能量平衡方程为：
[0135]
ed e
sky
e
ground
e
cv
g
h-q
it
＝0
[0136]
式中：ed是预设面元在第二夹角下吸收的太阳辐射能量(w/m2)；e
sky
是预设面元吸收的大气辐射能量(w/m2)；e
ground
是预设面元吸收的地面辐射能量，分为地面反射和地面辐射两部分(w/m2)；e
cv
是预设面元与外部空气对流换热而吸收的能量(w/m2)，主要与空气对流速度及大气温度有关；gh是预设面元的外表面与预设面元的内表面的热传导通量(w/m2)；q
it
是预设面元辐射出射度(w/m2)，与预设面元的自身发射率以及温度有关。
[0137]
在本发明一个实施例中，根据每一个待计算面元的材质特征和第一夹角，基于预先针对待计算目标的所在区域生成的材质温度纹理文件，确定每一个待计算面元的温度值，包括：
[0138]
针对每一个待计算面元，从材质温度纹理文件中获取与待计算面元的材质特征相同的目标材质温度纹理文件；
[0139]
根据目标材质温度纹理文件中包含的各第二夹角与第一夹角的夹角差值，选择第二夹角；
[0140]
根据所选择的第二夹角所对应的面元温度值，确定待计算面元的温度值。
[0141]
在本发明一个实施例中，根据目标材质温度纹理文件包含的各第二夹角与第一夹角的夹角差值，选择第二夹角，包括：
[0142]
判断夹角差值中的最小夹角差值是否为0，若是，则将该最小夹角差值对应的第二夹角确定为所选择的第二夹角，否则，将夹角差值中夹角差值最小的第二夹角确定为所选择的第二夹角。
[0143]
在本发明一个实施例中，根据所选择的第二夹角所对应的面元温度值，确定待计算面元的温度值，包括：
[0144]
若夹角差值中的最小夹角差值为0，则将选择的第二夹角对应的面元的温度值确定为待计算面元的温度值；
[0145]
若夹角差值中的最小夹角差值不为0，则根据所选择的两个第二夹角、两个第二夹角对应的面元温度值和第一夹角做线性插值计算；
[0146]
可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对一种目标温度场计算装置的具体限定。在本发明的另一些实施例中，一种目标温度场计算装置可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。
[0147]
上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
[0148]
本发明实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明任一实施例中的一种目标温度场计算方法。
[0149]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例中的一种目标温度场计算方法。
[0150]
具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或cpu或mpu)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
[0151]
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
[0152]
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如cd-rom、cd-r、cd-rw、dvd-rom、dvd-ram、dvd-rw、dvd rw)、磁带、非易失性存储卡和rom。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
[0153]
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
[0154]
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的cpu等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
[0155]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体
或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
…”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
[0156]
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
[0157]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。