Strategies for Modelling Incident Solar Radiation for Thermal Analysis of Flat-Plate Solar Collectors Using Computational Fluid Dynamics

Estrategias de Modelado de Radiación Solar Incidente para Análisis Térmico de Colectores Solares Planos mediante Dinámica de Fluidos Computacional

Authors

  • Juan Cruz Catalano Centro de Investigación de Métodos Computacionales (CIMEC), CONICET-UNL. Santa Fe, Argentina. & Universidad Nacional de Rosario, Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Escuela de Ingeniería Mecánica. Rosario, Argentina. https://orcid.org/0009-0005-6158-5000
  • María Clara Cortizo Carbone Centro de Investigación de Métodos Computacionales (CIMEC), CONICET-UNL. Santa Fe, Argentina. & Universidad Nacional de Rosario, Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Escuela de Ingeniería Mecánica. Rosario, Argentina. https://orcid.org/0009-0005-0996-7415
  • César M. Venier Instituto de Física de Rosario (IFIR), CONICET-UNR & Universidad Nacional de Rosario, Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Escuela de Ingeniería Mecánica. Rosario, Argentina. https://orcid.org/0000-0002-2139-6767
  • César I. Pairetti Instituto de Física de Rosario (IFIR), CONICET-UNR & Universidad Nacional de Rosario, Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Escuela de Ingeniería Mecánica. Rosario, Argentina. https://orcid.org/0009-0003-6159-0470
  • Johan Sarache Piña Centro de Investigación de Métodos Computacionales (CIMEC), CONICET-UNL & Universidad Nacional del Litoral, Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas. Santa Fe, Argentina. https://orcid.org/0000-0003-1339-8460
  • Darío Godino Centro de Investigación de Métodos Computacionales (CIMEC), CONICET-UNL. Santa Fe, Argentina. & Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Paraná. Paraná, Argentina. https://orcid.org/0000-0002-1204-5498

DOI:

https://doi.org/10.70567/rmc.v2.ocsid8403

Keywords:

Radiation, Solar collectors, OpenFOAM

Abstract

This study uses a proprietary implementation in OpenFOAM(R) of a boundary condition for incident solar radiation, based on view factors and modelling of the daily and seasonal solar trajectory. This allows for a more accurate representation of the irradiance on flat solar collectors and analysis of their thermal behaviour and efficiency under the meteorological conditions of the central coast of Argentina. The seasonal and hourly variation in outlet temperature, thermal losses and overall performance are evaluated, providing useful information for the design and operation of solar thermal systems adapted to local climates.

Published

2025-12-19

Issue

Section

Abstracts in MECOM 2025

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