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例題2 電子レンジの過渡解析
本例題について
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電子レンジの中に置いた、骨付き肉の温度分布を解析します。
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電磁波調和解析と熱伝導過渡解析の連成解析になります。
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誘電率および誘電正接の温度依存性を考慮します。
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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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本例題はFemtet2023.0.0で計算しました。
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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 |
条件 |
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電磁波解析[Hertz] 熱伝導解析[Watt] |
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解析の種類 |
電磁波解析：調和解析 熱伝導解析：過渡解析 |
調和解析および過渡解析の設定を以下のように行っています。
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タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
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標準メッシュサイズ |
40 |
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要素の種類 |
2次要素 |
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OFF（計算時間短縮の為） |
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周波数依存メッシュの設定 |
参照周波数：2.45×109[Hz] |
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電磁波/熱解析 |
電磁波解析の種類 |
調和解析 |
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熱伝導解析の種類 |
過渡解析 |
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重み関数 |
ON |
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重み関数のテーブル |
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調和解析 |
周波数 |
最小 2.45×109[Hz] 最大 2.45×109[Hz] |
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入力 |
500[W] |
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過渡解析 |
表 |
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初期温度 |
20 [deg] |
モデル図
モデル図は例題1と同じです。
直方体のCAVITYの上に電磁波を入射する導波管を設置しています。入出力ポートは、導波管の端につけていて、名前はPORT１としました。
骨付き肉は、皿の上においてあります。
ボディ属性および材料定数の設定
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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 |
CAVITY |
000_空気※ |
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5/Solid |
WAVEGUIDE |
000_空気※ |
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6/Sheet |
転写用ボディ |
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13/Solid |
PLATE |
PLATE |
10 |
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75/Solid |
BONE |
BONE |
10 |
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96/Solid |
MEAT |
WATER |
10 |
※材料データベースを利用
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材料名 |
タブ |
値 |
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PLATE |
誘電率 |
比誘電率： 7.0 誘電正接： 0.0 |
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熱伝導率 |
1.5[W/m/deg] |
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BONE |
誘電率 |
比誘電率： 7.0 誘電正接： 0.1 |
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熱伝導率 |
1.5[W/m/deg] |
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WATER |
誘電率＆誘電正接 |
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熱伝導率 |
1.5[W/m/deg] |
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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PORT1/Face |
電気 |
入出力ポート |
基準インピーダンス： をチェック |
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EW/Face |
電気 |
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外部境界条件 |
電気 |
電気壁 |
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電気的境界のデフォルトは、磁気壁です。また熱のデフォルトは、断熱です。
解析結果
電磁波の入力電力の重み関数にしたがって、内部の肉の温度が上昇・下降している様子が確認できます。
40[sec]後の温度のコンター図を確認すると、肉の温度分布を見ることができます。
