[新機能紹介] 自然対流機能のご紹介(ヒートシンク解析)

Femtet2020で実装された『自然対流解析機能』の機能紹介をおこないます。

これまでのFemtetでは扱えなかった自然対流解析ができるようになりました。

今回は基板上のICに発熱量を与えた時の熱流体解析をおこないました。

発熱を逃がすために配置したヒートシンクの上方に温度の高い領域があり、

主に上方に熱が伝わっている様子が確認できます。

【ヒートシンク解析結果/温度分布】

また、解析タイプを熱伝導解析から流体解析に切り替え、流速ベクトル図を表示することで、ICにより暖められた空気が上方へ移動している様子も確認できます。

以下のFemtet例題をご参照ください。

ホーム / 例題集 / 連成解析 / 熱流体解析[Bernoulli/Watt] / 例題6 自然対流による基板上のICの放熱

熱流体解析をおこなうためには、熱流体オプションが必要となります。

2か月無料の試用版でご評価ください。

https://www.muratasoftware.com/trial/starter/

 

[新機能紹介] MATLAB/Simulinkモータドライブ解析との連携

Femtet2020で実装された『Femtetモータ解析とMATLAB/Simulinkモータドライブ解析との連携』の機能紹介をおこないます。

Femtetではモータ基本特性をさまざまな条件で解析し、
MATLAB形式のスクリプトファイル(モータ特性ファイル)としてエクスポートします。
MATLAB/Simulinkではモーター特性ファイルをインポートし、
モータ制御を考慮した解析(モータードライブ解析)を実行します。

FEM解析によって得られたモータ特性ファイルを使用することにより、
単純化されたPMSM(永久磁石同期モータ)モデルでは捉えることができない、詳細なモータ特性を考慮したモータドライブ解析が可能となります。

【Femtet-MATLAB/Simulink連携概念図】


Femtetでは、解析条件の設定から、[MATLAB/Simulink]タブ、および、[回転機]タブの設定を行います。
指定の変数を設定し、パラメトリック解析をおこなうことで、
MATLAB形式のモータ特性ファイルの作成を実行します。

【モータ特性ファイル出力設定画面】


作成したモータ特性ファイルを使用し、Simulink解析を行います。
Simulink側の『Fem-Parameterlized_PMSM』モータモデルに

3次元鎖交磁束データ|熱端子なしでFemtetのモータ特性ファイルを読み込みます。

【Simulink回路図】

【モータ特性ファイルの指定】

解析を実行し、結果の確認を行います。
Simulink解析モデルのScope1ブロックをダブルクリックすると、解析結果が表示されます。
Scope1はモータからの出力電圧(誘起電圧)をモニタリングしています。
誘起電圧は単純な正弦波にはなっておらず、モータの非線形性が現れているのが分かります。

【解析結果確認/誘導電圧】

詳細な手順はFemtetヘルプをご参照ください。

ホーム / チュートリアル / MATLAB/Simulinkモータドライブ解析との連携 /

MATLAB® 、Simulink® に関する情報は Mathworks様のウェブサイト(https://www.mathworks.com) よりご確認ください。

 

MATLAB/Simulink連携をおこなうためには、

磁場拡張オプションが必要となります。

2か月無料の試用版でご評価ください。

https://www.muratasoftware.com/trial/starter/

[お知らせ] EV-tech.jpに掲載されました。

FemtetがEV-tech.jp様(https://ev-tech.jp/)に掲載されました。

EV-tech.jp様はEV・PHV・PHEV(電気自動車・ハイブリッド自動車)に関する総合情報サイトです。車載機器などの製品カタログや、基礎技術、電気自動車に関わる情報を掲載されていますので、興味のある方は、ご覧ください。

 

円柱らせんと多角柱らせん(磁場解析)

コイルやトランスの設計をおこなうときに、
FemtetではらせんコマンドをCAD機能として用意しております。
Femtetのユーザ様の多くは、実際の銅配線の断面形状が円となっている
「円柱らせん」を使用されることが多いです。
しかしながら、曲面を多用することでメッシュ生成に失敗することがあります。
今回はメッシュ生成の成功率が向上する「多角柱らせん」を
ご紹介いたします。

「円柱らせん」と「多角柱らせん」の違いはその名の通り、
断面形状が「円」か「多角形」であることです。
(今回は正六角形となるようにしています。)
曲面が減ることでメッシュ生成の成功率があがります。
さらに、多角柱らせんでは、「側面を平面化」というオプションがあり、
よりメッシュ生成の成功率の向上が見込めます。

実際に磁場解析例題11のモデルを2つのらせんモデルで描画しました。
見た目はたしかに「円柱らせん」のほうが、実際のモデルに近い感じがあります。

解析をおこなったメッシュを表示します。
Femtetは三角形や三角錐でメッシュを生成するため、
実際の解析では円柱らせんが多角柱らせんとして模擬されます。

電流密度分布とインダクタンス値をみると、ほぼ同等の結果が得られていることがわかります。
メッシュサイズをより細かくすることで両者はより漸近すると思います。

「こんな解析をするにはどうしたらいいの?」といったご意見お待ちしています。

差動線路の解析設定方法(電磁波解析)

伝送の高速化が進む中で、基板設計や高周波回路設計者にとって
課題となるのが「ノイズ」です。
ノイズに対する1つのアプローチとして、「差動伝送」技術があります。

Femtetの電磁波解析では差動線路解析に対応しております。
今回は差動線路の設定についてご紹介させていただきます。
解析条件の設定で、オプション設定-「・・・」をクリックし、
伝搬モード変換機能を使うにチェックを入れます。

ポートの設定画面で、差動ペアを組む設定をおこないます。
ここで、差動インピーダンスを設定します。

解析を実行し、結果表示画面で、フィールド表示-電流密度でモードごとに
電流の流れ方を確認していただくことができます。

ミックストモードのSパラをバランス変換不要で得ることができます。

差動線路の解析については、こちらからご覧いただくことができます。

「こんな解析をするにはどうしたらいいの?」といったご意見お待ちしています。

ループコイルで粗密のあるコイルを扱う方法(磁場解析)

コイルの設計や、誘導加熱などの設計において、シミュレーションが使われることが非常に多くなっています。
Femtetに限らず、FEMでは、多巻き、粗密を有する複雑なコイル形状の場合、メッシュが切れなかったり、解析規模が大きくなり、多くのメモリ量や解析時間を必要とするケースがあります。
解決方法としてループコイルを使用することが多いのですが、
今回はFemtetでもループコイルを分割することにより、粗密を考慮したループコイルが扱えることを紹介します。

■ 解析モデル例

軸対称モデルで検証しました。粗密に合わせてループコイルを切断するのがポイントです。
Femtetでは、3次元モデルから簡単に2次元モデル/軸対称モデルを生成可能です。

切断したコイル(Coil_a, b, c)に巻き数を設定し解析を実行しました。
コイルを切断する前のインダクタンス(12巻き)は301nHでした。
均等に分割した(4-4-4)モデルとインダクタンスが一致しました。
巻き数の変更により、インダクタンスが変化する様子がわかります。

参考までに、巻き数に応じた磁束密度分布を示します。
分割なし(12巻き)と均等に分割した(4-4-4)モデルとは、磁束密度分布はほぼ同等。
巻き数の変更により磁束密度分布が変化しました。

「こんな解析をするにはどうしたらいいの?」といったご意見お待ちしています。

回転軸を固定した解析をおこなう方法(応力解析)

Femtetユーザ様からいただく質問が多いものを
簡単にご紹介したいと思います。
今回は、応力解析で回転軸を固定して解析をおこなう方法についてです。

解析モデルは以下になります。下面を固定し、回転方向に荷重を設定します。

回転軸に相当する線ボディを作成し、境界条件でX,Y,Z変位を固定します。

BodyTreeでは、この線ボディは(転写用ボディ)として表示されます。
注意点としては、この線ボディにボディ属性や材料定数などを設定してしまうと
解析エラーがでます(対応していない要素と表示されます。)。

解析結果をみると、軸にあわせて回転している様子がおわかりいただけます。

「こんな解析をするにはどうしたらいいの?」といったご意見お待ちしています。

弊社主催のセミナー・イベントの中止について

新型コロナウィルス感染症の影響を考慮し、当面の間のセミナーおよびイベントの開催を中止することといたしました。
5月に開催予定としていましたFemtetユーザー会については11月13日へ延期とさせていただきます。
ご参加をご検討いただいた皆様には大変申し訳ございませんが、ご理解賜りますよう何卒よろしくお願い申し上げます。

なお、各無料セミナーのテキストおよび動画を公開しておりますので、ご都合の良い時間、場所でFemtetの使い方を習得いただけます。
各セミナーのテキストと動画は以下のリンク先からご確認ください。
セミナー動画・セミナーテキスト

また、同様の理由により、ご訪問による商品説明やお打合せができない状況ですが、ウェブ会議形式でのお打合せが可能です。
ウェブ会議形式でのお打合せを希望の方は、弊社ウェブサイトのお問い合わせフォームの内容欄にウェブ会議希望の旨をご記入いただきお申込みください。

Femtetの使い方をじっくり学んでみませんか?

 昨今の新型コロナウィルスの感染拡大を受けて、全国各地でコンサートや展示会などのイベント中止が相次いでいますね。弊社で毎月実施している各無料セミナーも、残念ながら3月開催分については中止となってしまいました。3月のセミナーの受講をご検討されていた皆様には大変申し訳ございませんでした。

 既にご存知の方もいらっしゃるかとは思いますが、弊社で毎月実施している各種無料セミナーは、その内容を全てウェブサイト上に公開させていただいております。各セミナーは講義部と実習部に分かれており、講義部については動画としても公開しているので、セミナーのテキストをご覧いただきながら講義の内容を聴講いただけます。実習部についてもテキストを公開していますので、ご自身のペースで実習を進めていただく事でFemtetの使い方を習得いただけます。

 コロナウィルス感染を防ぐための出張規制により、オフィス内での勤務やテレワークでの在宅勤務を行われていて、本来の業務がなかなか進められない方も多いかと思いますが、そのような時こそ腰を据えてFemtetの使い方をじっくり学んでみてはいかがでしょうか。

 各セミナーのテキストと動画は以下のリンク先からご確認ください。
 セミナー動画・セミナーテキスト

「第31回設計製造ソリューション展」への出展中止について

「第31回 設計・製造ソリューション展」への出展を予定しておりましたが、

新型コロナウィルス感染症の影響を考慮し、出展を見合わせることといたしました。

来場をご検討いただいた皆様には大変申し訳ございませんが、

ご理解賜りますよう何卒よろしくお願い申し上げます。