コミュニティ
いつもお世話になります。
そういえばシミュレーション機能があったなと思い、Obaraさんのサイトを参考にしながら
熱解析の真似事をやってみているのですが、設定項目が何を意味するのか理解できていません（笑）
まずCPUが熱源だとして、「内部熱」をW単位で入力しますが、このWはCPUの最大消費電力なのでしょうか？
自作PCをかじっていますので、TDP、熱設計電力という単語を聞いたことはあるのですが。（これもまた良くわからないまま組み立てていたり・・・）
そして、CPUに接するヒートシンクや基板に、「熱伝達」を入力しますが、単位のW/m2の意味するところも分かりません。
1平方メートル当たりのW数というのは分かりますが・・・上記サイトにて「30」と設定されているのは何故でしょうか。
また、周囲温度というのは、気温や室温と理解して良いでしょうか。
だとしたら、解析結果で最低温度が周囲温度を下回ってしまうことがあるのが分かりません。
Fusionの操作以前のお話だと思いますが、教えてください。
サイトを見て頂きまして、ありがとうございます。
こちらの設定は、英語のサイトを参考にしています。
http://fusion360.autodesk.com/learning/learning.html?guid=GUID-4DEB261A-02EF-42BD-AF0A-1EEBE46C2A70
その英語のサイトが消えてしまっていたんですが、説明しますと、
まずは、内部熱を最大に設定するかどうかは、やりたいこと、条件によって変わってくると思うので、
必ずということではないと思いますが、最大を入力して確認すれば良いのではないでしょうか。
W/m2℃ですが、これは熱伝達係数、熱伝導率です。
Wikipediaより
伝熱において、壁と空気、壁と水といった2種類の物資間での熱エネルギーの伝え易さを表す値で、
単位面積、単位時間、単位温度差あたりの伝熱量（すなわち単位温度差あたりの熱流束密度）である。
なので、接触せずに、空気とあたる面に対して設定をしています。
こちらのサイトが詳しく書いているかな
http://www.future-engineer.jp/cat42/
周囲温度は、気温や室温ですね。
室温よりも冷えることってありますよね？
鉄とか室温より触ると冷たかったりしません？
あとコンクリートの建物の壁とか室温より冷たかったりしますよね。
このモデルが発熱体+放熱部（ヒートシンク）という構成ならば一部が外気温より下がってしまうというのは理屈に合いません。
ヒートポンプやペルチェ素子等で熱を移動させる構造ならばあり得ますが。
恒温な室内に長期間放置した物体は、水であろうが毛布であろうが鉄であろうが室温に収束して同じ温度になります。
触って冷たく感じるというのは伝熱の速度の違いが体感として表れているだけで、絶対的な温度とは別の話です。
ですからこの場合は解析条件の設定がどこか適切ではないと思われます。
@adachitech7さん、返信ありがとうございます。
私自身良くわかっておりませんでした。
勉強になりました。
設定自体は、公式のFusion360のヘルプのサイトを参考にしています。
（私がブログを書いたときは、まだ英語だったのですが、日本語化されたようです。）
解析結果の値は私のと、だいたい同じになっています。
http://help.autodesk.com/view/NINVFUS/JPN/?guid=GUID-4DEB261A-02EF-42BD-AF0A-1EEBE46C2A70
室温よりも下がることは実際ないが、解析の誤差なんでしょうかね。
@h-itoDEU54さん、
私の回答に間違いがあり、すいませんでした。
まだまだ勉強が足りませんでした。
紹介していただいたこのサイトを見てみましたが、チュートリアルとしても熱解析自体としても問題がありますね。
http://help.autodesk.com/view/NINVFUS/JPN/?guid=GUID-09E0A6DF-8161-445E-A3B3-E6140E2EC857
【問題1】
熱伝達率の単位が間違っている（誤：30W/mm^2・℃→正：30W/m^2・℃）
おそらく単純ミスで計算自体は正しい単位で行っていると思いますが、これはちょっとひどいですね。
【問題2】
回路基板全体が周囲の空気と自然対流するような条件になっていますが、CPUと接触する場所は除外する必要があります。
ですからCPUの大きさで面を分割した上で熱伝導率を設定するべきだと思います。
【問題点3】
CPUの側面に自然対流があるように設定すべきです。
これらを設定し直すと、かなりましな結果になりました。
これでもまだ回路基板の温度が周囲温度よりも低かったり、ヒートシンクの先端部分が最高温度であったり、理屈に合わない部分が出ていますが、おそらくメッシュの大きさが粗すぎることに起因すると思います。ヒートシンクの部分や、CPU周囲を細かくすれば解消されるのではないでしょうか。
このチュートリアルではCPUと回路基板、CPUとヒートシンク間の熱抵抗が0になっていますので、本当はここにも適切な熱伝達率を設定しないといけませんね。
それからCPUの内部発熱は消費電力とイコールではありませんし、一定でもありません。本来の動作に用いられる残りが熱として周囲に捨てられる訳ですから、実際には実験を通じて発熱量を実測しておく必要があります。
おぉ〜
@adachitech7さんは、かなり、お詳しいんですね！！！
私も問題2は、少しおかしいなと思っていました。
ほんと解析は奥が深いですね。
とても勉強になりました、ありがとうございます！！
これをきっかけにより勉学に励みたいと思います！
ありがとうございました。
今後ともよろしくお願いいたします。
@h-itoDEU54さん、お悩み解決しましたでしょうか。
わたしは、まだまだ力不足でした。
勉学に励みます。
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