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例題９ 物体間の輻射（過渡解析）
本例題について
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初期状態において温度差を有する物体間の輻射の解析を行った事例を示します。
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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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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。
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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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熱伝導解析[Watt] |
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解析の種類 |
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解析オプション |
なし |
過渡解析タブにて以下のように設定しています。ステップ数は200で時間ステップは30秒
としていますので初期温度※から6000秒間における温度分布の変化を解析すること
ができます。
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タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
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過渡解析 |
表 |
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||||||||
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初期温度 |
25 [deg]※ |
初期温度は後述するボディ属性ごとの設定が使用されますので過渡解析タブの初期温度は無視
されます。
モデル図
Ver2020.0より対称モデルの表面間輻射の解析に対応しました。
上図はフルモデルのモデル図ですが、プロジェクトファイルには３つの対称モデル（1/2, 1/4 ,1/8)も含まれています。
いずれもフルモデルよりも短い解析時間でフルモデルと同様の結果が得られます。
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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1/Solid |
VOL1 |
MAT1 |
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4/Solid |
VOL2 |
MAT1 |
ボディ属性において初期温度を以下のように設定しています。
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ボディ属性名 |
タブ |
定数 |
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VOL1 |
初期温度 |
指定方法：ボディ属性毎に指定 初期温度：100[deg] |
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VOL2 |
初期温度 |
指定方法：ボディ属性毎に指定 初期温度：0[deg] |
材料定数は以下のように設定しています。
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材料名 |
タブ |
定数 |
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MAT1 |
比熱 |
0.8×103[J/kg/deg] |
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密度 |
1000 [kg/m3] |
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熱伝導率 |
8×101[W/m/deg] |
境界条件
輻射が発生する境界において以下のように輻射の境界条件を設定しています。
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境界条件名/トポロジ |
タブ |
輻射の設定 |
条件 |
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RADIO3/Face |
熱 |
表面間(精度重視) |
個別設定をチェック 輻射率：0.7 |
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RADIO4/Face |
熱 |
表面間(精度重視) |
個別設定をチェック 輻射率：0.5 |
解析結果
VOL1とVOL2の温度の時間変化の解析結果を以下に示します。
時間経過と共に2つの物体の温度差が０に近づいていく様子が分かります。