概要
Conjugate Heat Transfer v2.0 (共役熱伝達 v2.0)解析において、界面は、固体-固体、固体-流体など、接触している2つの領域の共通の境界間の物理的な挙動を定義します。
| 重要 |
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Conjugate Heat Transfer (共役熱伝達)シミュレーションでは、界面のすべての場は界面タイプによって 完全に制約されます。したがって、界面に割り当てられた面に境界条件を定義することはできません。これは過制約モデルになります。
このエラーを解決するには、境界条件から界面の割り当てを解除する必要があります。 |
Interface (界面)の自動検出
Conjugate Heat Transfer v2.0 (共役熱伝達 v2.0)のシミュレーションを新規に作成する場合、可能なすべてのInterface (界面)が自動的に検出され、シミュレーションツリーに入力されます。インターフェースはグループ化され、 熱連成インターフェースとして定義されます。
特定のInterface(界面)の修正方法
個々のInterface (界面)またはグループは、エンティティ選択によりフィルタリングすることができます。エンティティ(面またはボリューム)を選択し、それらの間に存在するすべての界面を選択します。
関心のある界面をフィルタリングすると、選択したコンタクトのInterface typeの追加オプションが表示されるウィンドウが開きます。
標準のバルク界面グループと設定が異なるインターフェースは、シミュレーション設定ツリーで個別に表示されます。
Partial contacts (部分接触)
界面は常に2つの合同サーフェス間で定義される必要があります。つまり、これらのサーフェスは同じ面積を持ち、完全に重なっている必要があります。接触検出後、プラットフォームはPartial contacts (部分接触)のチェックも行います。Partial contacts (部分接触)が検出された場合、プラットフォームは警告を表示し、 インプリント操作を推奨します。
インプリントはSimScaleに組み込まれたシングルクリック操作で、接触面間の完全な重なりを保証するために既存の面を小さな面に分割します。シミュレーションの正確な熱遷移モデリングを保証するために、インプリント操作を実行することをお勧めします。
デフォルトでは、検出された部分的な接触は断熱界面として定義され、特に指定しない限り熱伝導には関与しません。
Contact detection error接触検出エラー
すべての可能な界面が自動的に検出されるため、手動で界面を追加したり、特定の界面のエンティティ割り当てを変更したりすることができなくなりました。界面を自動検出できない場合、SimScaleはエラーメッセージを表示します。
この場合、メッシュの作成やシミュレーションの実行はできません。代わりに、接触検出を妨げる潜在的なエラーがないかCADモデルを調査する必要があります。よくある原因としては、以下のようなものがあります:
- 部品の重複: CADのモデリング履歴により、エクスポート時にパーツが重複してしまうことがあります。モデルにそのような状態がないことを確認してください。
- パーツの干渉: 面同士がCADの公差以上のマージンで交差している場合、接触が検出されません。面が完全に接触するように部品を移動するか、ブーリアン演算を実行して一致する面を作成してください。
- 面間の隙間が小さい: 前の条件とは逆に、面のペアがCAD公差以上の隙間で隔てられている場合、界面は検出されません。ギャップが小さすぎて、目視で見つけるのが難しい場合もあります。部品同士を移動させるか、面を押し出して適切な接触を作り出してください。
上記の修正作業の一部は、 CAD モードで実行できます。
Interface type (界面タイプ)
Interface type (界面タイプ)オプションは、界面での熱交換条件を定義します。Conjugate Heat Transfer v2.0 (共役熱伝達 v2.0)の界面タイプは以下の通りです:
| 注意 |
| Conjugate Heat Transfer v2.0 (共役熱伝達 v2.0)ソルバーがRadiation (ふく射)を有効にして使用されている場合、接触タイプのオプションはCoupled interfaceに限定されます。 |
Coupled interface (連成界面)
Coupled interface (連成界面)は、界面を介した完全な熱伝達をモデル化します。これは、界面がユーザーによって定義されていない場合のデフォルト設定です。
Thin layer resistance (薄層抵抗)
Thin layer resistance (薄層抵抗)は 、2つの界面領域の間に厚さ\(t\) 、熱伝導率\(\kappa\) を持つ層をモデル化することができます。
例えば、チップとヒートシンクの間の熱伝導ペーストをジオメトリで解決することなくモデリングすることができます。ジオメトリに薄い層を追加してメッシュ化することは、これらの層の厚さがアセンブリ内の他のコンポーネントよりも2～3桁小さいことを考慮すると問題となります。
CADとメッシュの要件
Conjugate Heat Transfer v2.0 (共役熱伝達 v2.0)シミュレーションには、常に多領域メッシュが必要です。メッシュに関しては、界面のセルサイズが2つの面で同じであることが基本です。経験則として、一方の面のセルは他方の面の1.5倍以下であるべきです。下図はこの問題の例です。左側のケースでは、内側の領域の界面のセルが外側のボディのセルに対して小さすぎます。右側のケースでは、界面のセルはほぼ同じ大きさです。