ヌセルト数 — CAE用語解説

hは次元を持つ（W/m²K）けど、ヌセルト数 Nu = hL/k は無次元化されたものだ。kは流体の熱伝導率、Lは代表長さ。無次元化すると、スケールや流体の種類が違っても対流熱伝達の「効率」を公平に比較できるのが大きなメリットだよ。

その通り。Nu=1は「流体が動いてるのに、止まってるときと同じ程度しか熱が伝わらない」という状態だ。自然対流だとNu=10〜100くらい、強制対流でファンを回すとNu=100〜1000にもなる。数字が大きいほど対流による冷却が効いてるってことだね。

実務ではCFDを回す前の概算設計によく使う。例えばヒートシンクの風速を変えたときの放熱量を見積もりたいとき、相関式にRe数を入れればNu数が出て、そこからhが逆算できる。CFDを回さなくてもざっくりした温度予測ができるんだ。

まずは相関式の適用範囲を確認する。Re数やPr数の適用範囲外で使ってないか、形状が相関式の前提と合っているか。それでも合わなければメッシュや乱流モデルの影響を疑う。逆に言うと、単純形状で相関式とCFDが合えば、モデルの信頼性が裏付けられるから、複雑形状の結果にも自信が持てるようになるよ。