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例題１９_不純物物質発生による対流の解析
本例題について
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拡散物質の重さを考慮した拡散解析の機能を用いて、密閉空間内部で不純物物質が発生したときに起こる対流の解析を行います。
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拡散物質が水蒸気(H2O：空気より軽い)の場合と二酸化硫黄(SO2：空気より重い)の場合で発生する対流と濃度分布を比較します。
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流速分布、流速ベクトル、不純物物質濃度分布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初期設定の条件を使用します。
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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。
解析モデルダウンロード
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プロジェクトファイルをダウンロード（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。）
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 |
mm |
解析条件
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項目 |
タブ |
条件 |
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ソルバの選択 |
流体解析[Bernoulli] |
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解析の種類 |
流体解析 |
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時間ステップ |
過渡解析 |
時間ステップ：指定
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拡散解析 |
流体解析 |
拡散解析にチェックを入れる |
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拡散解析の設定 |
流体解析 |
解析の種類：過渡解析 拡散量の種類・単位：モル濃度[mol/m3]
拡散物質の設定：
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メッシュ設定 |
メッシュ |
標準メッシュサイズ:10[mm] |
モデル図
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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0/Solid |
Air |
000_空気※ |
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1/Solid |
Plate |
001_アルミナ※ |
※空気、アルミナは材料データベースを利用
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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Ground/Face |
流体 |
固体壁 |
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Source/Face |
流体 |
固体壁 |
拡散解析の設定： 流束を選択 モル濃度流束：0.01[mol/m2/s] |
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外部境界条件 |
流体 |
固体壁 |
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解析結果
y = 50 断面図で時刻20[s]の流速分布ベクトル図を表示します。
Plate上面で空気より軽い水蒸気が発生している場合、上昇気流が生じている様子が分かります。
Plate上面で空気より思い二酸化硫黄が発生している場合、下降気流が生じている様子が分かります。
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H2O-Wall |
SO2-Wall |
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次に、y = 50 断面図で、拡散解析のモル濃度の時刻：5[s]、10[s]、20[s]のコンタ図を表示します。
水蒸気の場合は、発生した不純物物質が密閉空間上方に溜まり、二酸化硫黄の場合は、発生した不純物が密閉空間下方に溜まっていることが確認できます。
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時刻 |
H2O-Wall |
SO2-Wall |
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5[s] |
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10[s] |
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20[s] |
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