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例題５ 自然対流による放熱（定常解析）
本例題について
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底面の温度が一定に維持されたアルミ板から自然対流によって放熱している場合の定常解析例を示します。
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自然対流の係数を手計算で求める例題です。
自動的に求めたい場合は「熱伝導解析例題14」を参照下さい。
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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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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。）
解説空間
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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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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 |
モデル図
直方体のソリッドボディを定義し、材料としてはアルミニウム、境界条件としては底面に一定温度、その他の面に
自然対流の場合の熱伝達の境界条件を設定しています。
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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0/Solid |
VOL1 |
404_純アルミ1100※ |
※材料データベースを利用
境界条件
自然対流の係数は以下の式にて算出しています。詳細は「熱タブ」を参照してください。
係数を自動的に求めたい場合は「熱伝達・対流」の「自然対流（係数自動計算）」の境界条件をご使用ください。
2.51×C×（1/L)＾（1/4） = 2.50 [W/m2/deg5/4]
ただし、
係数 C = 0.56
代表長 L = 0.1
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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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Temp/Face |
熱 |
温度 |
80 [deg] |
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外部境界条件 |
熱 |
熱伝達・対流 |
自然対流： 2.50 [W/m2/deg5/4] 室温： 25 [deg] |
解析結果
温度分布の解析結果を示します。
アルミ板の底部は温度境界条件によって80度に固定されており、上に行くほど温度が72度まで下がっている様子
が分かります。
熱流束ベクトル図を示します。
熱流束ベクトルの向きは温度が高い部分から低い部分に向かっており、大きさは温度勾配に比例している様子
が分かります。