
CAEソフト【 Femtet 】-ムラタソフトウェア株式会社
ケース付き基板内部で一定の発熱量で発熱するICを輻射と自然対流で放熱させる定常解析例を示します。
ケース内部の密閉空間の自然対流とケース外部の開放空間の輻射と自然対流を同時に解析しています。
「例題9 自然対流によるケース付き基板内部のICの放熱(密閉空間と開放空間の解析)」では、輻射を考慮せず、自然対流のみを考慮して解析しています。
温度分布や熱流束ベクトルを解析結果として見ることができます。
表に記載されていない条件はデフォルトの条件を使用します。
項目 |
条件 |
解析空間 |
3次元 |
モデル単位 |
mm |
項目 |
条件 |
ソルバ |
流体解析[Bernoulli] 熱伝導解析[Watt] |
解析の種類 |
流体解析:定常解析 熱伝導解析:定常解析 |
層流/乱流 |
乱流をチェック |
オプション |
浮力を考慮する(自然対流)をチェック |
壁表面の積層メッシュ設定(全体設定) |
自動生成パラメータ 想定温度差:50[deg] |
メッシュ設定 |
標準メッシュサイズ:10[mm] |
直方体のソリッドボディを定義し、空気(000_空気)の材料を設定します。
外部境界条件を使用し、流入/流出:自然流入/流出を設定します。
内部に基板(VOL1))とIC(VOL2)とケース(CASE)をソリッドボディで定義します。
ボディ No./ボディタイプ |
ボディ属性名 |
材料名 |
メッシュサイズ |
0/Solid |
VOL1 |
006_ガラスエポキシ※ |
2.0 |
1/Solid |
VOL2 |
001_アルミナ※ |
2.0 |
2/Solid |
Air |
000_空気※ |
– |
3/Solid |
CASE |
001_アルミニウムAl※ |
4.0 |
※材料データベースを利用
発熱量タブにてIC(VOL2)を以下のように設定しています。
ボディ属性名 |
タブ |
設定 |
VOL2 |
発熱量 |
1W |
熱表面 |
輻射率: 0.85 |
境界条件名/トポロジ |
タブ |
境界条件の種類 |
条件 |
外部境界条件 |
熱流体 |
流入/流出 |
自然流入/流出 流入温度:環境温度を使用する(25[deg]) |
熱 |
なし |
輻射の種類:表面間(精度重視) |
ケース表面、基板表面、IC表面には自動的に輻射面が設定されます。
設定状態を確認するため、ケース表面と基板、IC表面の輻射率を表示します。
それぞれの表面に輻射率0.8、0.85が設定されているのが確認できます。
温度分布の解析結果を示します。比較として、例題9(輻射なし)の結果も示します。
x=0の断面を表示します。
自然対流のみの場合と比較して、輻射を考慮した方が冷却効果が高く、IC部の温度が低くなっていることが確認できます。
例題9 自然対流のみ |
例題15 自然対流&輻射 |
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