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例題１４ 内部ファンによる放熱の解析
本例題について
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ケース内に置かれた発熱体をファンにより冷却する解析例を示します。
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圧力損失に応じてファン圧力、流量が決まります。ファンの動作点を出力することもできます。
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モニター値を用いた収束判定を行っています。
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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。
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温度コンター図と流線の同時表示により結果を確認できます。
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表に記載されていない条件は初期設定の条件を使用します。
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プロジェクトファイルを取得（右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。）
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Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。
解析空間
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項目 |
条件 |
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解析空間 |
3次元 |
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モデル単位 |
m |
解析条件
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項目 |
条件 |
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流体解析[Bernoulli] 熱伝導解析[Watt] |
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解析の種類 |
流体解析：定常解析 熱伝導解析：定常解析 |
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詳細設定 |
モニター値による収束判定を使う チェック |
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タブ設定 |
モニターする量 |
条件 |
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モニタリング |
温度 |
「モニターする領域：ボディ属性 を選択して追加 |
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体積流量 |
「モニターする領域：ボディ属性 |
モデル図
ケース内にある発熱体が発熱したときの放熱を計算します。
ケースの1箇所にファンを取り付け、ケースの1箇所に通気口を空けてあります。
ボディ属性および材料の設定
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ボディ No./ボディタイプ |
ボディ属性名 |
材料名 |
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3/Solid |
Source |
Si |
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5/Solid |
Case |
001_アルミニウム※ |
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6/Solid |
Fan |
000_空気※ |
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7/Solid |
Air |
000_空気※ |
※材料データベースを利用
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ボディ属性名 |
タブ |
設定 |
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Fan |
流体 |
流入面、流出面として円盤状のモデル両面を設定
流体ボディの種類：流れ指定 流入流出の種類：ファン P-Q特性
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境界条件
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境界条件名/トポロジ |
タブ |
境界条件の種類 |
条件 |
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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]) |
解析結果
モニター値による収束判定により、残差が収束する前に計算を打ち切っています。
あらかじめモニター値として登録しておいた、ファンの体積流量の推移と各ボディ属性の最高温度の推移を示します。
(解析終了後のダイアログから、収束状況確認ボタンをクリックで表示可能です)
ほぼ一定に達していることから、残差が収束する前に打ち切っても問題ないと解釈できます。
以下に、流線と発熱体の温度分布コンタ図を同時表示したものを示します。ケースのコンタ図フィールドは非表示としています。
通気口を通って空気がケース内に流入し、ファンを通してケースの外部に流出していく様子が確認できます。
結果テーブルでファンの動作点を確認することができます。
動作点をグラフ表示することで、設定されているPQ特性上のどこに動作点があるかを確認することができます。
