熱伝導解析 — CAE用語解説

ざっくり言うと、固体の中を熱が伝わる現象だけを計算する解析だ。空気側の対流や輻射は「境界条件」として外から与える。つまり固体内部の温度分布を求めるのが目的で、流れは直接解かないんだよ。

そういうこと。例えばスマホの背面に h = 10 W/(m²・K) の自然対流条件を貼ってやれば、内部の温度勾配はフーリエの法則 q = -k∇T に従って計算される。流体を解くCFDに比べて計算コストが格段に低いから、設計初期の温度見積もりに重宝するんだ。

固体部品が主体で、外部の熱伝達係数がカタログ値や実測で分かっている場合だね。例えばICパッケージ内部の温度分布を見たいとき、パッケージ表面の h は既知だから、中の積層構造だけ熱伝導解析すれば済む。

ファンの風速分布が温度に大きく影響するケースだね。密閉筐体内の自然対流とか、ヒートシンクのフィン間の流速が場所ごとに違うような状況では、h を一律に与えると精度が出ない。そのときはCFDとの連成解析が必要になるよ。

この3つは必ず出てくるよ。

そのステップ感覚は大事だよ。いきなりフルモデルの連成解析に飛びつかず、まず簡易モデルで傾向を掴むのが実務の鉄則だからね。