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分布を持つ境界条件、ボディ属性の設定

境界条件機械タブ熱タブボディ属性発熱量タブ初期温度タブ熱荷重タブでは、荷重、温度等に任意の分布を持たせることができます。

初期温度、熱荷重に関しては、解析条件の過渡解析タブステップ/熱荷重タブで設定することも可能です。

 

この機能を使用した例題は、応力解析例題53 三角分布荷重を受ける単純支持梁
熱伝導解析例題20 初期温度分布を持つコイルの放熱(過渡解析)を参照してください。

 

分布を持たせることができる境界条件、ボディ属性一覧

分布を持たせることができるものを一覧を以下に示します。

設定箇所

境界条件の種類

設定値

対応するソルバ

境界条件・熱タブ

温度

温度

熱伝導解析、熱-電場連成

境界条件・熱タブ

熱流束

熱流束

熱伝導解析、熱-電場連成

境界条件・熱タブ

熱伝達・対流

環境温度(室温)

熱伝導解析、熱-電場連成

熱伝達係数

熱伝導解析、熱-電場連成

境界条件・機械タブ

変位

変位ベクトル

応力解析、圧電解析

境界条件・機械タブ

圧力

圧力

応力解析、圧電解析

境界条件・機械タブ

分布荷重(面)

分布荷重ベクトル

応力解析、圧電解析

境界条件・流体タブ(熱流体タブ)

流入流速指定

速度ベクトル

流体解析、熱流体解析

ボディ属性・流体タブ

流れ指定・流速指定

速度ベクトル

流体解析、熱流体解析

ボディ属性・発熱量タブ

-

発熱密度

熱伝導解析、熱-電場連成

ボディ属性・初期温度タブ

-

初期温度

熱伝導解析、熱-電場連成
過渡解析のみ)

解析条件・過渡解析タブ

-

ボディ属性・熱荷重タブ

-

基準温度
到達温度

応力解析

解析条件・熱荷重タブ

-

ボディ属性・方向タブ

方向(ベクトル)

圧電解析、熱伝導解析

解析条件・過渡解析タブ、ボディ属性・初期速度

-

初期速度

応力解析過渡解析

ボディ属性・初期ひずみ

-

初期ひずみ

応力解析、圧電解析

 

ダイアログ設定

各境界条件、ボディ属性タブで、分布取込のチェックを入れ、分布データ設定を行うことができます。

分布データ設定では、座標値と設定値のリストを入力します。データファイルのインポートにも対応しています。

リストにない座標における値は自動的に補間されます(下記設定例参照)。

 

 

 

設定項目

解説

分布領域

 

1次元

 

1方向のみに分布を持つ場合に使用します。

X座標(座標系でローカル座標系を設定している場合、X'座標)と値をテーブル設定で指定します。

「グラフ」ボタンでx座標と値の関係を確認することができます。

 

  • X方向以外の方向に分布を持たせる場合は、ローカル座標系で方向ベクトルを指定してください。

 

2次元

 

平面状の分布を持たせる場合に使用します。

x座標、y座標(座標系でローカル座標系を設定している場合、x'座標、y'座標)と設定値をテーブルで設定します。

 

  • XY面以外の面に分布を持たせる場合、ローカル座標系で面を構成する二つの方向ベクトルを指定してください。

 

3次元

 

3次元の分布を持たせる場合に使用します。

x座標、y座標、z座標(座標系でローカル座標系を設定している場合、x'座標、y'座標、z'座標)と設定値をテーブルで設定します。

 

座標系

グローバル座標系

 

座標-値リストをグローバル座標系(モデルと同じ座標系)で定義します。

設定したとおりの座標で分布を持たせます。

 

ローカル座標系

 

座標-値リストの座標を、ローカル座標系での値で定義します。

 

1次元分布の場合、原点と分布を持たせたい方向ベクトルOX'を指定します。

2次元、3次元分布の場合、原点と、座標系を表す二つの方向ベクトルO'X'、O'Y'を指定します。

 

ローカル座標系を使用した設定例は、設定例番号2、4を参照してください。

 

  • ローカル座標が考慮されるのは座標のみです。
    「変位」「分布荷重」等のベクトル量は、ローカル座標系には対応していません。グローバル座標系での値を入力してください。

 

ローカル座標系
設定

原点O'

 

ローカル座標系の原点を指定します。

 

O'X'ベクトル

 

ローカル座標系の一つ目の軸O'X'の方向ベクトルを指定します。

 

O'Y'ベクトル

 

ローカル座標系の二つ目の軸O'Y'の方向ベクトルを指定します。

 

基準方向/基準面指定

 

方向ベクトルを簡単に入力するボタンです。

1次元分布の場合、選択した方向の方向ベクトルが自動的にOX'ベクトルに入力されます。

2次元分布の場合、選択した面の二つの軸の方向ベクトルが自動的にOX'ベクトル、OY'ベクトルに入力されます。

 

[座標-値]リスト

座標値と値のリストを設定します。
設定する列数は、分布領域と設定値がベクトル量かどうかで変わります。

 

分布領域が1次元の場合、X座標、2次元の場合、X,Y座標、3次元の場合、X,Y,Z座標を設定します。

設定値がベクトルの場合、3方向の値を設定します

 

[インポートボタン]で、タブ区切りテキスト(csv)データを取り込むことができます。

 

1次元の場合のみ、[グラフボタン]で、横軸をXとしたグラフを確認することができます。

 

 

設定した分布の確認方法

分布が想定通りに与えられているか確認する場合、解析実行のサブメニューより[メッシュ生成のみ実行]を行い、メッシュの結果表示を行ってください。

フィールドタイプとして、「分布○○」を選択することにより、設定された分布を確認することができます。

(通常の解析実行後も、解析タイプとしてメッシュを選択すれば確認ことが出来ます)

 

設定例

番号

設定項目

設定結果

1

解析空間:2次元解析
1mmx1mm平面

分布領域:1次元
座標系:グローバル

座標-値リスト

X座標[mm]

0

0

1

1

X = 0 ~1の間に含まれる点は線形補間された値が設定されます。

2

解析空間:2次元解析
1mmx1mm平面

分布領域:1次元
座標系:ローカル

O'X'ベクトル = ( 0, 1 ) (Z方向を押す)

 

座標-値リスト

X'座標[mm]

0

0

1

1

ローカル座標系の方向をZ方向に指定しているので、
X' = 1 は Z = 1を示します。
Z方向に分布させることができます。

3

解析空間:3次元解析
1mmx1mmx1mm立方体の上面

分布領域:2次元
座標系:グローバル

 

座標-値リスト

 

0.25[mm]刻みの格子状座標X,Yと値のcsvファイル

原点から距離に比例して値が大きくなる設定
値 = ( X^2 + Y^2 )^0.5

 

 

4

解析空間:3次元解析
z=5の位置を起点に作られた
1mmx1mmx1mm立方体のYZ側面

分布領域:2次元
座標系:ローカル

原点O' = ( 0, 0, 5 x 10^-3 )

O'X'ベクトル = ( 0, 1, 0 ),O'Y'ベクトル = ( 0, 0, 1 )
(YZ面ボタンを押す)

 

座標-値リスト

0.25[mm]刻みの格子状座標X',Y'と値のcsvファイル

原点から距離に比例して値が大きくなる設定
値 = ( X'^2 + Y'^2 )^0.5

5

解析空間:3次元解析
1mmx1mmx1mm立方体の内部

 

分布領域:2次元
座標系:グローバル

 

座標-値リスト

0.25[mm]刻みの格子状座標X,Y,Zと値のcsvファイル

原点から距離に比例して値が大きくなる設定
値 = ( X^2 + Y^2+Z~2 )^0.5

 

設定が不十分な例

番号

設定項目

設定結果

6

解析空間:2次元解析
1mmx1mm平面

分布領域:2次元
座標系:グローバル

座標-値リスト

X座標[mm]

Z座標[mm]

0

0

0

1

0

1

Z=0では、X = 0 ~ 1の間で補間されますが、
Z>0の領域には、設定点がありませんので、定まった値が保証されません。

7

解析空間:2次元解析
1mmx1mm平面

分布領域:2次元
座標系:グローバル

座標-値リスト

X座標[mm]

Z座標[mm]

0

0

0

0.5

0

1

0

0.5

1

0.5

0.5

2

 

X,Z=(0,0)~(0.5,0.5)の範囲内では、値が補間されて設定されますが、
外側の領域では、定まった値が保証されません。