この記事では、熱源が領域に完全に収まらず、領域と部分的にしか交差しない状況について説明します。
熱源は、CADモデル内のパーツまたは ジオメトリプリミティブ に割り当てることができます。Absolute power source (絶対熱源)がジオメトリに割り当てられた場合、選択されたエンティティのボリュームから絶対熱源が放散されることを意味します。言い換えると、選択されたエンティティ内のすべてのセルからの発熱が発生します:
$$Power_{cell}=\frac{絶対熱量}{セル数}$$
エンティティが領域と完全に交差していない場合、領域は完全な熱量を受け取ることができません。これは次の例で説明します:
例 - 流体領域内の熱源
この例では、2つのセットアップをテストしています。最初のセットアップでは、Cartesian box (直方体)のジオメトリプリミティブが流体領域内に完全に存在します。2つ目のセットアップでは、その半分だけが内部にあります。それぞれのセットアップでは、流体領域の壁は断熱で、完全な電力の0.38288\(W\) がジオメトリプリミティブに割り当てられています。シミュレーションタイプはTransient(非定常) Conjugate Heat Transfer v2.0 (共役熱伝達v2.0) です。どちらの場合も初期温度は 293\(K\) で、シミュレーションは 10 秒間行われます。
前述のように、電力は体積熱流束として放散されます。したがって、2つ目の領域は、ジオメトリプリミティブによって生成される絶対電力の半分しか受けません。エネルギーバランスに基づくと、2つ目のセットアップの温度変化は1つ目のセットアップの半分になるはずです:
$$ P = m . C_p . \Delta T $$
ここで、\(P\) は電力\([W \cdot s]\) 、\(m\) は流体体積の質量\([kg]\)です 。\(C_p\) は流体の比熱容量\([J/kgK]\) 、\(\Delta T \) は初期と最終の平均流体温度の差です。記載された例の結果は、理論を検証するものです。