屋外に設置してある、エアコンの室外機を作成してみます。
輻射のみ
使用ツール
| 項目 | 使用ツール | 備考 |
|---|---|---|
| モデル化 | FreeCAD 0.20 | |
| メッシャー | salome 9.8 | |
| プリプロセッシング |
elmerGUI | |
| ソルバー | elmer | |
| ポストプロセッシング | ParaView 5.10.0 |
モデル
形状
物性値
| 材質 | 項目 | 設定 |
|---|---|---|
| 空気 | 粘性（不使用） | 1.983e-5 Pa・s |
| （密度） | 1.205 kg/m3 | |
| 熱伝導率 | 0.0257 W/m-K | |
| アルミ | 熱伝導率 | 237 W/m-K |
| (密度) | 2700 kg/m3 | |
| ガラス | 熱伝導率 | 0.1 W/m-K |
| (密度) | 2235 kg/m3 | |
| 鉄 | 熱伝導率 | 80.2 W/m-K |
| 密度 | 7870 kg/m3 |
ステファンボルツマン係数は既定値を使っています。
境界条件
| No | 項目 | 設定 |
|---|---|---|
| A | 室外機 露光 | 流入熱量 900W/m2 熱伝達係数 5W/m2K 外部温度 300K 輻射率0.5 |
| B | 壁 | 熱伝達係数 5W/m2K 輻射率0.5 |
| C | スタンド 露光 | Aと同じ |
| D | 日陰部 | 熱伝達係数 5W/m2K 外部温度 300K 輻射率0.5 |
| E | 空気境界 | 300K固定 外部温度 300K 輻射率0.01 |
| F | 温度固定部 | 300K固定 |
| ー | 残りの面 | 断熱 |
| ー | 解析タイプ | 定常 |
室外機の表面に太陽光が当たっているような状態を考えます。（真夏の日中）厳密ではありませんが、片面部に流入熱量があることにします。全体温度として300Kにします。現実味をつけるため、熱伝達係数をつけておきます。
結果
定常なので飽和したときの状態になります。
室外機は360K（87℃）程度まで熱くなっています。
作業
工程はこちらとほぼ同じです。
B205 看板
B221 電子部品の温度（流体環境）
ジオメトリ
空気に相当する部分を作成する必要があります。
FreeCADでボックスを作成します。そのボックスを部品でカットして空気領域とします。（ボックスは下図だとCut部品のAir）
図中のBooleanfragmentsが部品のアッシーです。Partモジュールの「切り取り」でボックスから部品アッシーを切り抜き空気とします。
cutパートをstepファイルに出力します。
サンプルファイル：B215_Assy-BooleanFragments.step
メッシング(salome)
Geometryモジュールにして、stepファイルをインポートします。境界条件を設定するため、フェイスをグループに分けておきます。また、モデルをパーティションで分けておく必要があります。
参考：salome
meshモジュールで作成し、メッシュをエクスポートしてelmerに読み込みます。
サンプルファイル：B215_mesh.unv
解析ファイル
サンプルファイル：B215_elmer_05.zip
結果
ParaViewで確認します。
輻射率変更
エアコンを冷房で使用する場合、室外機の温度が低いと効率的になるそうなので、室外機に反射率の高いシートを被せたような条件にしてみました。（輻射率0.5→0.99）
温度は360Kから350K程度まで下がりました。
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