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例題６ 自然対流による放熱（過渡解析）
本例題について
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例題５と同じモデル（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）の過渡解析例を示します。
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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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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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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30で時間ステップは10秒
としていますので初期温度25度から300秒間における温度分布の変化を解析しています。
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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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初期温度 |
25 [deg] |
モデル図
例題５と同じモデルを用いています。材料定数、境界条件も同じです。
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
経過時間20秒、60秒、120秒における温度分布の解析結果を示します。
ただし、描画設定のコンタータブにおいて自動のチェックをはずして最小値/最大値を25⇒80に設定しています。
20秒
60秒
120秒
時間の経過とともに温度がアルミ版の上部に伝わっていく様子が分かります。
アルミ版先端の点における温度変化をグラフで示します。
経過時間200秒の時点において温度分布はほぼ収束状態に達していることが分かります。