ナノメートル(nm)での設計を見やすく行う方法はありますか。

[Anonymous]

やりたいこと： 例えば直径100nm, 側面厚み10nm, 15nmの二層円筒構造など、ナノメートルの構造をつくり、熱伝導解析を行いたいです。

解決したいこと： 1nmのスケッチを描きたい場合、"0.000001mm"と入力できることは確認しました。しかしながらズーム限界があるため、立体構造をつくるのが非常に難しいです。また、立体がつくれたとしても、熱解析を行うときに面やボディを指定しなければならず、難しそうです。CADに全く触れたことのない初心者なのですが、何か方法があれば是非ともご教授願います。

[gymnyan-man]

こんばんは。

単位系の設定を見た感じmmより細かい設定はなさそうなので、mm単位で100000倍のモデルを作ってしまって最後に縮尺で1/1000000してしまうとかではどうでしょうか。

[Anonymous]

ご回答ありがとうございます。

縮尺によって、1mmを1nmにすることはできました(なお1/1000ずつしか入力できなかったので、1/1000縮小を二回行いました。見えないので本当にできているかわかりません。)。

熱解析もやりたいのですが、あらかじめ熱解析を行う面やボディを指定しておいても、縮尺機能を使うと、面やボディの解析指定が無効になっていました。

[adachitech7 · Accepted solution]

@Anonymous さん、こんにちは。

Fusion360のトレランスは1×10^-5 mm（1×10^-8 m）です。この精度のモデリングソフトで1nm（1×10^-9 m）単位のモデルを作るというのは無理があるのではないでしょうか。

また伝熱解析の基になっている理論体系は通常目で見えるような大きさのモノを対象にして研究、構築されているはずで、それらがナノスケールの対象物にそのまま適用できるかというのはちょっと疑問が残ります。

100mm程度のモノをベースに構築した解析モデルを10mにスケールアップしたとしても、材料内部の組織構造が一様であればおそらく外挿した結果は信頼できるかと思うのですが、ナノサイズまでスケールダウンしたとすると組織構造の一様性が崩れたりしませんでしょうか？（このあたりは良く分からないのですが）

少し調べたのですが、ナノサイズの材料の熱伝導率をシミュレーションするソフトとかもあったりするようです。

https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101278.html

もし熱伝導の形状依存性を調べることが目的であればmm単位でモデルを作って解析してみればいいのではないかと思います。

ご質問に答えることはできておりませんが、一つの見解として参考にしていただければ幸いです。

[Anonymous]

ご回答ありがとうございます。

　トレランスが10^-8mではナノ立体を設計すること自体が確かに無理ですね。。(調べ不足でした。申し訳ありません。)

　ナノデバイスの微小電流・電圧について、熱伝導の式を使った熱解析で温度依存性を予測したモデルと、電流・電圧実験値がよく一致するという旨の論文はいくつかあります(そういった関連で今回熱解析を行おうとしておりました。)。なので、ナノの大きさでも熱解析は有効だと思っております。

ただ、大きい立体で熱解析を行い、その結果を同じ構造をもつナノ立体に適用(外挿)してもよいのかはわかりません。

ソフトのご提示ありがとうございます！ぜひ使わせていただきます。

本質問は自分の調べ不足も多々あり、もう一度よくしらべてみようと思います。

[adachitech7]

@Anonymous さん、

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　ナノデバイスの微小電流・電圧について、熱伝導の式を使った熱解析で温度依存性を予測したモデルと、電流・電圧実験値がよく一致するという旨の論文はいくつかあります

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なるほど、これは全く知りませんでした。貴重な情報ありがとうございます。

極小モデルのCAE解析（強度や熱伝導など）にはちょっと興味があります。

もし上手く行けばどうやったのかまた教えていただけると嬉しく思います。

また情報をお寄せください。