解析作業R

B221 電子部品の温度(流体環境)

この記事は約2分で読めます。

基板・素子・シンクからなる簡易構造の温度分布をみてみます。
B220 電子部品の温度に空気環境を追加したものになります。輻射はありません。

ベース

使用ツール

参考:B220 電子部品の温度T581 自然対流 定常検討

項目 使用ツール 備考
モデル化 FreeCAD 0.20
メッシャー salome 9.7
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

モデル図

物性値

構造はB220と同じ、空間は空気となります。

材質項目設定
空気熱伝導率0.0257 W/m-K
密度1.205 kg/m3
熱伝導率0.16 W/m-K
粘性1.983e-5 Pa・s
elmerライブラリより

境界条件

項目設定
境界条件発熱量0.45W
外壁温度300 K
解析タイプ定常

結果

温度結果(K) 矢印は速度ベクトル

定常なので飽和したときの状態になります。
B220 電子部品の温度と比べると熱伝達率換算で2W/(m2K)ぐらいに相当しそうです。(結果の正確性は不明)

作業

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(100x100x100mm)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下部のBody003)

FreeCADモデル

図中のFusion001が部品のアッシーです。それらをコピーしてFusion002とします。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。
部品アッシーと空気を選択(shift)してstepファイルに出力します。
サンプルファイルB221_model2D_3D.step

メッシング

Geometryモジュールにして、stepファイルをインポートします。空気と構造を一体にして領域を分けるため、パーティションの処理を行います。

構造部の表面は細かくしておきます。(要素数:80万程度)
salomeのメニュー>File>preferences>Mesh>General>Automatic updateをオフにすると警告はでないです。

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B221_mesh.zip(14MB)

解析ファイル

サンプルファイルB221_elmer.zip(20MB)

結果

コメント

Translate »