回転体の発熱

モデル化

下図に示したような半径0.05、高さ0.1の閉鎖した円柱内に回転する発熱体を考えた場合の解析を行いました。
この場合の空気の流れ解析と温度解析を行います。

• 回転発熱体：プレート要素でモデル化
• ケース：ソリッドメッシュでモデル化
• ケース表面：平面コーティング要素でモデル化
• 空気：ソリッドメッシュで生成
• ケースの物性値：（マテリアルタイプ：等方性）
• 熱伝導率 :17.7
• 回転発熱体：発熱 10W 回転速度 35.4rad/s 表面粗さ 0.001m
• 空気の物性値：（マテリアルタイプ：流体）
• 熱伝導率 :0.02624 質量密度 :1.1774 定圧比熱 1005.7 絶対粘度 :1.8462e-5
• プラントル数 :0.708 ガス定数 287

下図にメッシュ図を示します。

解析結果

熱流体解析の結果から得られた流速ベクトル図を下図に示します。

熱流体解析の結果から得られた流体の温度コンター図を下図に示します。

まとめ

Femap/Thermal、Femap/Flow を組み合わせて、閉鎖した円筒内の回転する発熱体による、円筒内空気に与える影響を、熱流体解析でシミュレートしました。
解析の結果より、円筒内の空気の最高温度は、153 ℃になることがわかります。
円筒内の回転体の影響、浮力の考慮、自然対 流の影響が解析に反映された結果となりました。Femap/Thermal と Femap/Flow の 2 つの解析プログラムを組み合わせて使うことでニーズに合わせた熱流体解析を行うことができ、実行できる解析の幅が格段に広がります。