連載
円管内の熱伝達を解析する：CAE解析とExcelを使いながら冷却系設計を自分でやってみる（14）（3/4 ページ）
CAE解析とExcelを使いながら冷却系の設計を“自分でやってみる／できるようになる”ことを目指す連載。連載第14回からはいよいよ「熱流体解析」に突入し、円管層流熱伝、円管乱流熱伝達と進んでいく。
円管層流熱伝達のシミュレーション
それでは、熱流体解析を進めていきましょう。図3に境界条件を、図4にセル分割図を示します。使用するモデルは、連載第10回と同じものです。
図5に温度分布を、図6に熱流束分布を示します。熱流束分布については、設定した境界条件がそのまま反映された結果となっています。
なお、紙と鉛筆による計算結果とシミュレーション結果との比較は、次項の円管乱流熱伝達を説明した後に行うことにします。
円管乱流熱伝達
円管の乱流熱伝達率の見積もりには、実験式を用います。ここでは、代表的なものを2つ紹介します。式12はディタス・ベルター（Dittus-Boelter）の式です（参考文献［1］）。
続いて、式13はグニーリンスキー（Gnielinski）の式です（参考文献［1］）。
円管乱流熱伝達のシミュレーション
それでは、熱流体解析を進めていきましょう。図7に境界条件を、図8にセル分割図を示します。使用するモデルは、連載第13回と同じです。
図9に温度分布を、図10に熱流束分布を示します。熱流束分布については、設定した境界条件がそのまま反映されています。
Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.