<断熱板の境界条件>

# 2001年1月5日 # No.564 # ゆず #
はじめまして。CAE初心者です。
熱伝導解析の境界条件で困っています。

今、直方体のブロックに、熱源として円筒状のヒーターを差込んだモデルで、このブロックの表面温度の分布を調べたいと思っています。
ブロックの上面は空気、その他の面は断熱板で覆われています。
この場合、境界条件はどのように設定するべきですか?
初歩的な質問でごめんなさい。
気付いたことなど、なんでも結構ですので、
どうか教えて下さい。


# 2001年1月6日 # No.565 # imada #
熱伝導解析の経験は少ないのですが、自分のわかる
範囲でコメントします。
とりあえず断熱板の面の境界条件は無しでよいと思います。
で、空気に接している面には熱伝達係数を与えるという
のが一般的ではないでしょうか?
この熱伝達係数はよくわからない代物であり、教科書類
を見ても明確な値は載っておらず、実験的に求めるしか
ないようです。
自分の経験では、何点かで温度を計測してあわせこんだ
ところ、熱伝達係数はそこそこ合わせこめたのですが、
熱源自体もある程度モデル化しないと合わないということ
がありました。(熱源の熱容量とギャップ熱伝導のため)
すごく大雑把な実験であわせこみをしたのですごく大雑把
な結果か得られませんでしたが、それなりに役に立ちました。
この時は、冷却はオイルミストでしたが、どのくらいの
熱伝達係数になったのかちょっと覚えていません。
熱伝達係数はちょっとした条件の違いで大幅に変わるので
なかなかデータベースは作りにくいのでしょうが、それ
らしいものをいままでに見たことがありません。
流体解析を専門にされている方であれば、その辺よりよく
知っているかもしれませんね。
そういう方のコメントに期待しましょう。
(役にたたないコメントですみません　^^;;;)


# 2001年1月9日 # No.567 # ゆず #
imadaさん、お返事ありがとうございました。
今は空気に接している面を自然対流として設定しています。
断熱板の境界条件をなしにして、一度やってみます。
CAEをやりはじめて一番最初の問題ですので、
かなり試行錯誤という感じです。
また何かお気づきになられたことがありましたら、
どんなことでも結構ですので、どうぞよろしくお願い致します。
(編集担当：Happy 2002/04/21)

<対流熱伝達係数の見積もり>

# 2000年10月19日 # No.388 # Noあ #
基本的な事で恥ずかしいですが教えてください。
高熱の金属棒(100φ以下)が回転(表面速度が5～7
m/s程度)している時の熱伝達係数はどの程度の値を入れた
良いのでしょうか?


# 2000年10月19日 # No.389 # saito #
対象がまったく違いますが
機械学会論文集98年10月号で
ブロック形状の表面熱伝達を測定した事例が載っています。
強制か自然かで1桁くらい違うようですが


# 2000年10月19日 # No.391 # ごんた #
対流熱伝達の数値を。。。というお話ですが、熱伝達はとーっても難しくて
一概に、いくつと言えないようです。
条件によって、数値が随分変わってしまうようです。
私も定常熱伝導を行おうとして、熱伝達率に苦しめられていました。
(棚上げ状態・・・・といった方が正しいかもしれません)
実験で求めればよいのでしょうが・・・・。(T_T)


# 2000年10月20日 # No.396 # Noあ #
saito さん、　ごんたさん、有難うございます。
ごんたさんのご苦労されたようですね!
当初から絶対値は難しい(実測も出来ない)ので、相対的な
もので判断しようと考えております。
この情報で少し探ってみたいと思います。また、何かありま
したら皆様よろしくお願い致します。
(編集担当：Happy 2002/04/21)

<非線形境界条件>

# 2000年4月22日 # No.654 # ハッピー #
先週から、熱伝導解析で苦しんでいます。
蒸気が壁面に当たったときに、壁面が蒸発する温度であればすれば沸騰熱伝達、それ以下だと凝縮熱伝達と、熱伝達係数が壁温によって極端(不連続)に変化するんです。
一昨年トライしたときはABAQUSでは解けずにMARCで解けたのでそのまま2年近くMARCを使ってきたのですが、応力解析との絡みもあって、やはりABAQUSで解きたい!と、先週からリベンジにかかっています。
当然ユーザーサブルーチンを駆使するわけですが、なかなか収束解が得られない。
今は、熱流束で与える事にして、熱流束の壁温依存性をユーザーサブルーチンで定義していますが何故かNegativeEigenvalueが出てしまう。
線形問題は問題無く解ける。つまり構造そのものには問題はないはずなんです。
熱伝達係数を非線型にすると、Kがマイナスになることも全くないとはいえないでしょうが、それを避けて荷重を非線型にしたつもりなのに。そうは問屋が卸さないのでしょうか。因みにMarcは熱伝達係数を非線型としても解けちゃいました。

壁温に対する熱流束の関数は、工夫を凝らして滑らかな関数にしたんですが、変曲点が2つあるのがまずいのかなぁと
この土日で解けなかったら、白旗上げてMarcに戻ろうかなぁ。
(編集担当：Happy 2002/04/21)