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例題4 ストリップラインの発熱解析(入力波を変化させた過渡解析)

本例題について

  • 例題2の境界条件の電位設定を変更して入力波を変化させた場合の過渡解析を行います。
     

  • ストリップライン上の電流分布や発熱後の温度分布を解析結果として見ることができます。
     

  • 変更する条件以外は例題2と同様の条件です。
     

  • 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

  • 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。)

解析条件

後述する境界条件の変更において周波数100Hzの正弦波を電位で与えますので

100Hzの波形の周期(10[ms])に対して適度に小さい(少なくとも周期の1/8以下)

時間ステップを設定する必要があります。

時間ステップ「自動」を選択し、自動時間ステップの詳細設定で、「時間依存の条件に従う」にチェックを入れることで、
自動的に周期を分割した時間ステップが設定されます。デフォルトの設定で、12分割となります。

 

本例題では過渡解析のタブ設定を以下のように変更します。(赤字部)

タブ設定

設定項目

条件

過渡解析

時間ステップ

自動

リスタート

チェックなし

終了時刻

0.05[s]

自動ステップ詳細設定

時間依存の条件に従うをチェック

境界条件

例題2の境界条件のV1のみ以下のように変更します。(赤字部)

その他のモデル、ボディ属性、材料定数には変更は加えません。

境界条件名/トポロジ

タブ

境界条件の種類

条件

T_Wall/Face

断熱

 

T0/Face

温度

25[deg]

V0/Face

電気

電気壁

電位指定、波形:一定、電位:0.00V

V1/Face

電気

電気壁

電位指定

波形:正弦波

周波数:100Hz

電位:最小 -0.01V

        最大 0.01V

外部境界条件※

熱伝達・対流

熱伝達係数:10[W/m2/deg]

室温:25[degree]

境界条件V1の電気壁タブにて波形の確認ボタンを押すと正弦波形の確認ができます。

以下のようなグラフが出力されます。

 

解析結果

ストリップライン上の点(5.5, 3.5, 1.1)における温度を横軸を経過時間としてグラフで以下に示します。

 

 

正弦波形の電圧変化の影響を受けながらストリップライン表面が温度上昇していく様子が見られます。