熱タブ

境界条件の種類

解説

温度

境界の温度を設定します。

過渡解析 時間的にフィールド分布が変化している解析。の場合、時間依存にチェックを入れることで、温度の時間変化の設定ができます。

重み関数をクリックすると、[時刻_重み]曲線テーブルが開かれます。

分布取込にチェックを入れることで、任意の分布を持った温度として設定します。

分布データをクリックすると、分布データの編集ダイアログが開かれます。
分布データの編集ダイアログの入力方法は「分布を持つ境界条件、ボディ属性の設定」を参照してください。

熱流束 単位時間に単位面積を流れる熱エネルギーの量

境界における熱流束を設定します。

過渡解析の場合、時間依存にチェックを入れることで、時間変化の設定ができます。過渡解析でのみ使用できます。

重み関数をクリックすると、[時刻_重み]曲線テーブルが開かれます。

分布取込にチェックを入れることで、熱流束を任意の分布を持った熱流束として設定します。

分布データをクリックすると、分布データの編集ダイアログが開かれます。
分布データの編集ダイアログの入力方法は「分布を持つ境界条件、ボディ属性の設定」を参照してください。

熱伝達 固体と気体の間の熱の移動・対流

境界と外部環境の間の熱移動を設定します。

熱移動による熱流束は、境界の表面温度θ、室温（環境温度）θroom、およびそれぞれの熱伝達・自然対流 温度差によって生じる空気の流れの種類に応じて必要となる係数から計算されます。

熱伝達・対流の種類の設定

室温（環境温度）の設定

熱抵抗 熱の伝わりにくさを示す量

異なる二つのボディ モデルを形成するもの。Femtetで作成したモデルは「ボディ」の集まり。が接する面（二次元の場合は辺）であれば、熱抵抗を設定できます。

熱抵抗は、設定されたすべての面に均等に分配します。

３つの入力形式があります。

全熱抵抗値：R [deg/W]、

面積あたりの熱抵抗値：Rs[m2 deg/W]、

熱伝導率と厚み：λ[W/m/deg]、d[m]、

としたとき、３つの形式は、境界条件を設定した面の面積S[m2]とすると、

以下の関係で表されます。

R [deg/W]  = Rs / S = d / (λS)

電場熱連成(Coulomb/Watt)、熱応力連成(Watt （ワット） Femtetの熱伝導解析ソルバの名称-Galileo （ガリレオ） Femtetの応力解析ソルバの名称)解析時を行う場合、

機械境界条件、電気境界条件の取り扱いを指定できます。

応力解析との連成の場合、通常は固着状態として解析を行い、

「応力解析では開放にする」にチェックを入れた時に開放状態として解析を行います。

電場解析との連成の場合、通常は、導通状態として解析を行い、

「電場解析では絶縁にする」にチェックを入れた時には絶縁状態として解析を行います。

温度依存性にチェックを入れることで、全熱抵抗値/面積当たり熱抵抗値では[温度-熱抵抗値]曲線テーブルが、

熱伝導率と厚みでは[温度-熱伝導率]曲線テーブルが開かれ、任意の温度依存性を持った熱伝達係数として設定します。

をクリックすると、データの編集ダイアログが開かれます

• 電磁波解析（Hertz （ヘルツ） Femtetの電磁波解析ソルバの名称）、磁場解析（Gauss （ガウス） Femtetの磁場静解析、調和解析ソルバの名称）との連成では熱抵抗境界は使用できません。

測定端子

温度分布等の解析結果に影響することはありませんが、、温度等のテーブル出力が可能になります。

テーブル出力項目「境界温度」で設定箇所の最高温度、最低温度、平均温度を出力することができます。

テーブル出力項目「熱流量」「熱抵抗」の等価回路の端子の一つとして追加することができます。

テーブル出力項目「ジャンクション 半導体チップのpn接合部のことで、熱伝導解析ではそこに発熱量を与えて解析する-境界間熱抵抗」の境界の選択候補として追加することができます。

テーブル出力項目の詳細についてはテクニカルノート「熱伝導解析で出力される結果テーブル」を参照してください。

測定端子境界条件の熱的な取り扱いについて以下の表に示します。

設定なし(断熱)

断熱壁です。

ただし、断熱境界がモデルの外部の面に設定されている場合のみ断熱として機能します。

モデルの内部の面に設定されている場合には断熱として機能しません。

モデル内部の面に断熱を設定したい場合は、「対称/不連続タブ」で不連続にチェックを入れてください。

• 通常、熱の出入りはありませんが、輻射 電磁波による熱の移動。Femtetでは表面間輻射、もしくは環境輻射として設定するの設定で、「環境(速度重視)」、「表面間(精度重視)」を設定している場合、輻射による熱の出入りが生じます。

輻射の種類

解説

なし

表面からの輻射は考慮されません。

環境(速度重視)

表面からモデル外に存在する外部環境への輻射が考慮されます。

他の表面への輻射は考慮されないため、輻射エネルギーは、他の物体を透過します。

モデルの外周を環境面がくまなく覆っており、モデル外周と環境面の間に障害物が存在しないという前提で計算をします。

（形態係数 一方の面の全ての位置から発射された輻射線が相手面内に到達する割合を足し合わせた値。表面間輻射では自動的に計算される＝１という前提で計算を行います）。

境界条件を設定する面の輻射率(ε)を設定します。

表面から環境への熱流束は下式で計算されます。

　　　5.68 * 10^-8 * ε * (θ^4-θroom^4)

境界の表面温度θ、室温（環境温度）θroom

輻射率は、通常、「熱伝導解析タブ」で設定したデフォルト値、もしくは、境界条件が付いているボディ属性の「熱表面タブ」の値が使用されます。

それ以外の温度を使用したい場合、個別設定をチェックして、をクリックして「輻射の個別設定」で設定を行ってください。

輻射環境温度は、通常、「熱伝導解析タブ」で設定した環境温度が使用されます。

それ以外の温度を使用したい場合、個別設定をチェックして、をクリックして「輻射の個別設定」で設定を行ってください。

※障害物等がある、輻射面が凹形状である、密閉領域が存在するなどの理由により形態係数が１にならない場合、
「表面間」を使用してください。

表面間(精度重視)

この設定を行った表面同士の輻射が考慮されます。

また、表面からモデル外に存在する外部環境への輻射も考慮されます。

離れた物体間の輻射や、密閉領域内部の輻射の計算をしたい場合、こちらを選択する必要があります。

輻射面のチェック、形態係数の算出、表面同士の熱の移動の計算が必要となるため、「環境」よりも計算時間が増加します。

詳細は、「輻射の計算式と設定方法」に記載しています。

輻射率は、通常、「熱伝導解析タブ」で設定したデフォルト値、もしくは、境界条件が付いているボディ属性の「熱表面タブ」の値が使用されます。

それ以外の温度を使用したい場合、個別設定をチェックして、をクリックして「輻射の個別設定」で設定を行ってください。

輻射環境温度は、通常、「熱伝導解析タブ」で設定した環境温度が使用されます。

それ以外の温度を使用したい場合、個別設定をチェックして、をクリックして「輻射の個別設定」で設定を行ってください。

外部境界条件に従う

外部境界条件で設定した輻射設定と同じ設定で解析を行います。

オプション

解説

等温度 温度を一定としたい境界面に設定する境界条件。すなわち、超熱伝導面上に平行な熱流束は存在しない。

等温度をチェックすると、その境界の温度は一定となります。

また、位置的に離れていても同一境界条件名が付いていれば、温度は一致します。

等温度は、境界で無限大の熱伝導率の材料に接している状態と考えることもできます。

例えば、境界が非常に導電率の高い材料(金属など)に接している場合の境界条件

として利用できます。

• 熱伝導解析の「例題１２ 等温度を用いた事例」を参照してください。