熱解析で熱伝導を計算したい場合

[sakane.taisetsu]

こんにちは。

現在、シミュレーションの熱解析からICチップからアルミに流れる熱を計算したいのですが、シミュレーションでは熱伝達しか選択肢がなく熱伝導がありません。

youtubeで熱伝導計算を行っているものがありますが、熱伝達を用いていました。ただ、熱伝達と熱伝導は単位が違います。単位長さ分を割る必要があるのですが、これはどこの長さを割っているのでしょうか。

式としては下記になるのかと考えております。

熱伝導率＝λ/L 

λ:熱伝導率

L:厚み

やかんでいえばやかんの外側と内側の厚み、ヒートシンクではIC面からヒートシンクの長さを厚みにしているのでしょうか。

熱に関して勉強を始めたばかりで知識が不足しており、お手数をおかけしますがご教示していただけないでしょうか。

よろしくお願いいたします。

[adachitech7]

熱伝導率は材料特性で確認できます。

熱コンダクタンスというのがそれにあたります。

熱伝導率を変更するには、材料→物理材料を管理、を選択して、

マテリアルライブラリから素材を選び、右クリックしてお気に入りに追加します。

お気に入りに追加した材料を選択、カーソルを右端に持っていくと出てくるアイコンをクリックします。

材質タブを選択すると熱伝導率を変更することができます。

あとはこの材料をスタディの材料として適用してください。

[sakane.taisetsu]

回答ありがとうございます。

熱伝導率の値の確認方法と変更のやり方を丁寧に教えていただきありがとうございます。

重ね重ね申し訳ありませんが、熱伝導の熱解析を行う際に自由度チェックで熱伝導すると緑色になったのでICの熱源のみとしました。

結果、プリチェックで荷重温度がありませんと出てロードから熱荷重を選択するとありますが、ロード内に熱荷重がわかりません。

アルミにも何かを指定する必要があるのでしょうか。

また、内部熱に変更すると解析が可能になりましたが、熱源と内部熱の違いは何でしょうか。

お手数をおかけしますが、よろしくお願いいたします。

[adachitech7 · Accepted solution]

私もそんなに詳しいわけではないのですが、熱源というのは輻射熱を評価するときに用いる設定じゃないでしょうか。

例えば離れたところにストーブがあるみたいな場合かと。

やられているようなICだと内部熱でOKだと思います。

参考にヒートシンクに接するCPUを模擬したデータを添付しておきます。

ポイントは以下の通りです。

1. ヒートシンクはファンで風が流れているとして熱伝達率120W/m^2kとする

2. CPUはヒートシンクに接している面以外は自然対流しているとして熱伝達率30W/m^2kとする

3. ヒートシンクがCPUに接している部分を面分割して空気への熱伝達の計算からは除外する

4. CPUのボディに内部熱100Wを設定

3.に関しては本来であれば金属同士の接触に関する適切な熱伝導率を設定する必要がありますが今回は省略しています。

[adachitech7]

内部熱と熱源について一部訂正です。

少し調べましたが、どうも内部熱はボディそのものが均一に発熱する場合、熱源はボディの一部（特定の面等）が発熱する場合のように使い分けるみたいです。

下記の例はヒートシンクでCPUが当接する区画に熱源設定をしています。

ボディに内部熱を設定した場合とほぼ同じような結果になっているかと思います。

[sakane.taisetsu]

丁寧に解説していただきありがとうございます。

ごたごたが続き解析を行えていませんが、解析の際に参考にさせていただきます。

質問に回答していただき、改めて御礼申し上げます。