　固体間には、接触要素を配置します。図6に接触要素を示します。ここでは接触抵抗の逆数を入力します。接触抵抗の逆数の適切な言葉がなかったのでしょうか、ソフトは「熱伝達率」と表示しています。ここでは500［W/m².K］と入力しました。小さな値にしないと温度差が発生せず、温度分布の見栄えがよくないのでこうしました。

図6　接触要素の条件［クリックで拡大］

　図7に温度分布の解析結果を示します。最高温度を表2の発熱体最高温度T_cと比較すると、ほぼ一致しました。前回の解説の中で、ヒートシンクを付けた場合、ひだひだがあるので図3のL_s寸法が少し曖昧になり、「この件は後回しにする」と述べましたが、アルミの熱伝導率が他のものよりはるかに大きいので、ヒートシンク内の温度差がなくなっています。ひだひだ分の長さは考慮しなくてよいように思えます。

図7　解析結果：温度分布［クリックで拡大］

　図8に熱流束分布を示します。表2の固体内熱流束q_sと比較すると、ほぼ一致しました。ひだひだの下の方の熱流束が大きいですね。ひだひだの断面が台形のものを見たことがあります。熱流束の分布を一様にする効果があり、理にかなっていると思います。

図8　解析結果：熱流束分布［クリックで拡大］

　温度分布について、紙と鉛筆による方法とCAE解析による方法を詳しく比較しましょう。図9に示した温度評価位置について、CAE解析結果をテキストファイルで出力し、グラフにしました。これを図10に示します。両者の一致は「いい線いってる」で終わらそうとしましたが、もう少し細かく見てみましょう。

図9　温度評価位置［クリックで拡大］

図10　温度分布の比較［クリックで拡大］

　紙と鉛筆による温度分布と、CAE解析による温度分布を重ねたものを図11に示します。発熱体内部の温度が少し異なっています。片方がオフセットしているように思えるので、接触要素での熱抵抗による温度差が原因のようです。紙と鉛筆による熱流束は2632［W/m²］、CAE解析による熱流束は図8に示したように2644［W/m²］と0.5［％］しか異なりません。ではCAE解析の固体同士の接触部の温度差は図12に示すように、ΔT＝68.49－66.273＝2.2［degC］です。