内部発熱 — CAE用語解説

内部発熱は、物体内部で発生する単位体積あたりの熱量[W/m³]のこと。外部からの加熱と違って、材料自体が熱源になる場合に設定する。電子部品のジュール発熱や、化学反応による反応熱が典型例だね。

熱流束は表面からの入力[W/m²]で、内部発熱は体積全体に均一（またはある分布で）発生する[W/m³]。ICチップの発熱量を知っていれば内部発熱として体積に分配するし、ヒーターの表面温度だけ分かるなら表面の境界条件にする。問題設定によって使い分けるよ。

例えばリチウムイオン電池の熱マネジメント。充放電時にセル内部で発生するジュール損と化学反応熱を内部発熱として与えて、冷却設計を評価する。パワー半導体のヒートシンク設計でも、チップの消費電力を内部発熱として設定するのが定番だよ。

温度依存の発熱量を設定して非定常解析を回す。バッテリーだと温度が上がると内部抵抗が下がって発熱が減る場合もあれば、熱暴走では温度上昇→発熱増加→さらに温度上昇、と正のフィードバックがかかる。こういう連成現象をCAEで予測するんだ。

電動化の波でこの分野は需要が急増してるよ。電気系と熱系の両方の知識があると重宝されるからね。