2D熱伝導ソルバー 戻る EN · ZH
FDM Solver

2次元定常熱伝導ソルバー(有限差分法)

4辺境界条件と内部発熱を設定し、ガウス-ザイデル反復でリアルタイム収束。温度分布コンター・等温線・断面プロファイルを可視化。

パラメータ設定
グリッドサイズ N 20
10 – 50(N×Nセル)
熱伝導率 k 50.0 W/m·K
鋼:50 / Al:200 / 銅:385
内部発熱 q''' 0 W/m³
境界条件
上辺(Top)
下辺(Bottom)
左辺(Left)
右辺(Right)
待機中
最高温度 [°C]
最低温度 [°C]
最大熱流束 [W/m²]
収束反復数
温度分布コンター(クリックで断面選択)
断面温度プロファイル

理論式

2次元定常熱伝導方程式(発熱あり):

$$\nabla^2 T + \frac{q'''}{k} = 0 \quad \Rightarrow \quad \frac{\partial^2 T}{\partial x^2} + \frac{\partial^2 T}{\partial y^2} + \frac{q'''}{k} = 0$$

中心差分FDM離散化(等間隔格子 Δx = Δy):

$$T_{i,j} = \frac{T_{i+1,j}+T_{i-1,j}+T_{i,j+1}+T_{i,j-1}}{4} + \frac{q'''(\Delta x)^2}{4k}$$

ガウス-ザイデル反復:

$$T_{i,j}^{(n+1)} = \frac{1}{4}\bigl(T_{i+1,j}^{(n)}+T_{i-1,j}^{(n+1)}+T_{i,j+1}^{(n)}+T_{i,j-1}^{(n+1)}\bigr)+\frac{q'''(\Delta x)^2}{4k}$$
CAE連携: Abaqus/Ansys 熱解析の前処理概算 / プリント基板・放熱器の初期熱設計 / 炉壁・耐火材の定常温度分布確認 / 有限要素法(FEM)との結果比較検証。

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