共役熱伝達（CHT） — 非定常解析と産業応用

あるよ。固体と流体で時間スケールが大きく異なる場合、非定常CHTが必要になる。たとえばディーゼルエンジンのシリンダヘッドでは、燃焼サイクル（ミリ秒オーダー）と金属の温度変動（秒〜分オーダー）が共存する。

このようなマルチスケール問題では、流体側と固体側で異なる時間刻みを使うdual time steppingが有効だ。STAR-CCM+のImplicit Unsteady CHT機能やFluentのDual Time Stepping機能がこれに対応している。

流体側はCFL条件やターンオーバー時間で決まるけど、固体側は固体のFourier数 $Fo = \alpha \Delta t / L^2$ で制約される。典型的には固体側の $\Delta t$ は流体側の10〜1000倍大きくできる。超周期（super cycling）テクニックとして、流体を何ステップか進めてから固体を1ステップ進める手法もある。

代表的な応用を挙げよう。

そのとおり。翼表面温度を10度下げるだけで翼寿命が2倍になるとも言われる。CHTの精度が設計に直結する典型例だよ。

鋭いね。1000K以上の環境ではStefan-Boltzmann則 $q_{rad} = \varepsilon \sigma (T^4 - T_{surr}^4)$ に基づく表面間輻射やガス輻射も重要になる。FluentのS2SモデルやDOモデル、STAR-CCM+のSurface-to-Surface Radiation、OpenFOAMのviewFactorモデルなどをCHTと組合せることで、対流・伝導・輻射の三位一体の解析が可能だ。