太阳能因其储量的无限性、开发利用的清洁性,已成为21世纪解决开发利用化石能源带来的能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径。但是,由于昼夜、季节和地理纬度等规律性因素以及晴朗、阴云和雨雪等随机性因素的制约,太阳能也存在着分布不平衡性以及供能不持续性等不足。如何采用合理的储能方式将不连续的能量转化成稳定、连续的供能是提高太阳能利用研究的关键。因此,本文对太阳能高温热利用领域的高温熔盐与太阳能光学窗口的辐射及其耦合传热开展了数值研究。本文以太阳能高温热利用为背景,以高温热利用领域常用的熔盐、太阳能光学窗口为研究对象,利用MATLAB编程结合商业软件Fluent,建立了辐射及其耦合传热过程的有限元模型。首先,忽略辐射传热,建立了高温熔盐的导热-对流耦合传热模型,开展了管式集热器内高温熔盐传热过程分析,研究了热流分布、对流换热系数以及入口流速等因素对温度场分布的影响规律,为后续含辐射传热的耦合传热过程的研究提供一定依据;其次,以导热-对流耦合传热为基础,考虑辐射传热,建立了高温熔盐的辐射-导热-对流耦合传热模型,着重考察了反照率、折射率等辐射传输特性参数以及热流密度、入口流速等边界条件对高温熔盐温度场的影响;再次,基于热物性参数随温度变化数学描述建立了辐射-导热-对流耦合传热有限元模型,重点分析辐射传热对高温熔盐温度场的影响;最后,建立了求解太阳能光学窗口的辐射-导热耦合传热模型,模拟了太阳能光学窗口的温度场分布,考察了辐射传热、边界条件和物性参数对辐射-导热耦合温度场的影响。研究结果表明,辐射传热在太阳能光学窗口以及高温熔盐的耦合传热过程中,占有非常大的比重,是不可忽略的传热方式。热物性参数随温度变化时的高温熔盐温度场求解结果表明,受热面考虑辐射时相较于不考虑最大温度偏差达50.7%;考虑辐射传热,有效地降低了太阳能光学窗口的温度,最大温度偏差达到17%。