热流密度 — CAE术语解说

单位面积流动的热量，符号为 q，单位为 W/m²。根据傅里叶定律 q = -k ∂T/∂n，热流密度由温度梯度和热导率决定的矢量量。

例如最新的高端CPU，每平方厘米约100 W/cm²（= 1,000,000 W/m²）。另一方面，住宅墙壁通过的热流密度仅数十 W/m² 左右。数值差异巨大，所以根据对象理解相应的数值范围很重要。

温度指定（Dirichlet条件）时，该表面温度固定，热流密度作为"计算结果"得出。反之，热流密度指定（Neumann条件）时，热的进出量固定，温度作为"计算结果"得出。当发热量已知但温度未知时，使用热流密度条件。

正是如此。实际工作中需要注意的是面积的取法。TDP 100W 的芯片，用晶粒面积或整个封装面积去除得到的热流密度值会完全不同。根据物理意义，决定在哪个表面赋予多少 W/m²，否则温度分布会出错。

这3个概念直接相关。

热流密度是解析结果的等高线图中必须确认的量，养成意识到单位和方向的习惯很好。