CalculiX

T226 熱伝導解析 多物性

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対象 ソリッド要素

矩形の一辺の材質を変更して、伝熱解析を行いました。

参照:A630 熱伝導解析

モデル化: FreeCAD(0.20)

ソルバー :CalculiX(2.16)

ポストプロセッシング:ParaView,CalculiX GraphiX

条件: 

モデル形状

温度条件:初期温度300K → 変更後温度500K
(端面に固定温度500K設定して変化) 100秒後まで計算しています。

アルミ
伝導率:167.00 W/m/K (ミリトン系と変わらないのでSI表示)
比熱:897000000 Nmm/ton/K(ミリトン系) 非定常の場合
密度:2.7e-9 ton/mm3   非定常の場合

樹脂(ABS)
伝導率:0.158 W/m/K (ミリトン系と変わらないのでSI表示)
比熱:2050000000 Nmm/ton/K(ミリトン系) 非定常の場合
密度:1.06e-9 ton/mm3   非定常の場合

作業: 下記

結果

温度変化 オートステップで実行(動画はコマ落ちしています)

アルミ部と樹脂部で伝導差があります。
伝導率に差があるせいか、樹脂側は温度が下がる箇所・瞬間があります。

二物性伝導解析非定常
100秒結果
100秒結果 グラフ

作業 

■ジオメトリ FreeCAD

参考:矩形(Ver0.20)

参考:Stepファイルへの書き出し

対象とするボディを選択して書き出す

サンプルファイル : T226-Fusion.step

■メッシュ作成

salomeによるメッシュ作成とグループ分け

参考:グループ分け

サンプルデータge_Fp_303_Rect.hdf(salome9.7.0)
 unvファイル: ge_Fp_303_Rect.zip

■inpファイルへの変換

参考:メッシュ変換

CalculiX Launcherを使用してunvファイルをinpファイル変換します。(**_OUT.inpで書き出されます)

unvファイルを指定してConvertします。

■inpファイルの修正

変換したunvファイル(上記からだとge_Fp_303_Rect_OUT.inp)に以下を追記します。

****物性値(不要なものも含みます)
*MATERIAL, NAME=Aluminum
*ELASTIC
69000, 0.330
*CONDUCTIVITY
167.000
*EXPANSION
2.310e-05
*SPECIFIC HEAT
8.970e+08
*density
2.7e-9

*MATERIAL, NAME=ABS
*ELASTIC
2300, 0.370
*CONDUCTIVITY
0.158
*EXPANSION
9.300e-05
*SPECIFIC HEAT
20.500e+08
*density
1.06e-9

*SOLID SECTION, ELSET=BOEY1, MATERIAL=Aluminum

*SOLID SECTION, ELSET=BOEY2, MATERIAL=ABS

***初期条件
*INITIAL CONDITIONS,TYPE=TEMPERATURE
Nall,300.0

*STEP
*HEAT TRANSFER
0.01,100.0

***境界条件
*BOUNDARY
500K,11,11,500.0
300K,11,11,300.0

*NODE FILE
NT

*END STEP

サンプルデータT226_cal.zip

■解析実行

CalculiX Launcher等を使用してCCXにてinpファイルを実行します。

参考:CalculiX 実行 、T204 CalculiXの解析実行(バッチ

■結果表示

計算実行して作成される結果ファイル(.frd)をCCX等で確認します。

参考:CGX(グラフィック表示)

Paraviewで表示させるにはvtk形式にするとよいです。
参考:VTK 保存 検索結果

定常

定常設定に置き換えて実行します。

*HEAT TRANSFER,STEADY STATE
1.0,1.0
二物性伝導解析結果
定常設定

飽和した状態では、若干、伝導率の違いが確認できます。

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