自然対流は、温度変化による密度勾配によってもたらされる浮力流れの結果として発生します。自然対流の典型的な適用例としては、ベントのある、または完全に密閉された電子機器が含まれます。これらの機器には、通常、ファンやブロワーはありません。その代わり、これらの機器は発熱のある構成部品の熱を対流で循環させて、筐体を通して伝導する浮力流れによって冷却されます。
密閉されたデバイス内の自然対流は、内部自然対流とみなされます。大きな筐体内または開いた環境内のデバイス周囲の自然対流は、外部自然対流とみなされます。これらの2つの物理現象に対する解析テクニックは若干異なり、下記の関連トピックで説明されています。
自然／自由対流は浮力により強い影響を受ける。これらの流れにおいては圧力勾配が比較的小さいため、主に温度に依存して変化する密度勾配によって浮力が生成される。自然対流は、層流の場合も乱流の場合もあります。
基本的な解析方針
（既知の熱荷重に加え）解析モデルのどこかに、温度を指定しなければならない。これは、適用された温度境界条件としても指定できますが、熱伝達率または熱放射境界条件の参照温度としても指定できます。モデルに温度の指定が無い場合、温度場が収束しない。
浮力の解析では、圧力による流れと比較し解析領域内部（固体境界から離れて）により細かいメッシュ分割が必要である。この理由は、小さな密度勾配を正確に再現することが、浮力を正確に計算することに重要であるからである。
メッシュ細分割領域を使用し、重要な部分にメッシュを集中させる。これは、より細かい密度のメッシュを流れの領域に向けてより粗くするのに便利な機能である。
発熱量（単位体積）境界条件のあるすべての物体に中間節点が存在することを確実にしておくことを推奨する。これは、ヒートシンクのフィンやチップなどの薄い物体において特に重要です。
自然対流の解析設定についてのガイドラインは以下の通りです。
流れと熱の物理現象は連成解析されるため、流れの計算と伝熱計算の両方を有効にします。流れの解析が熱の解析結果に依存している場合、2つの物理現象が結合していると考えます。密度が温度によって変化する自然対流がその例です。温度が変化すると流体の密度が変化し、それが流れの解析に影響を与えます。
自然対流解析では、材料環境ダイアログで物性値を可変に設定する必要があります。
デフォルトの初期流体（空気）物性値は、解析で指定された最も低い温度境界条件に基づいて算出されます。これは、自然対流によるデバイス冷却のシミュレーションで必要な動作です。
自然対流によりデバイスが過熱される状況においては、流体（空気）物性値を環境温度に基づいて初期化することが望まれます。これには、Flag Managerで次のフラグを有効にします：
液体が自然対流によって運動するためには、大きな温度勾配が必要とされる。全体の解析時間は、流れと温度の解析を実行する前に温度勾配を液体に適用することにより、大幅に短くすることができる。これを実行するためには、まず、流れ無しで温度のみの収束計算を10回実行する。温度勾配が計算された後、流れと温度の計算を同時に実行しなければなりません。
外部自然対流の解析実行中、温度が初期に極めて高くなる場合があり（なぜなら、初期状態では空気の動きが極端に遅いため）、その後、流れの発達とともに低下する場合がある。自然対流解析は、定常状態に達するまで通常の内部流れ問題よりも多くの収束計算が必要である。自然対流の解析時間は、多くの収束計算数が必要となるため、圧力によって駆動される流れよりも長くなる。浮力は通常、圧力よりも極端に大きいため、解の進行が遅くなる。
自然対流解析では、その本質的に非定常な性質のため、必ず平らな線の収束に到達するとは限らない。システム内の無秩序な摂動は時として「完全な」数値的収束を妨げるが、この傾向は解析収束計算の最後の20%の間に問題となるパラメータ（流速、圧力、温度）で5%以内の変化に落ち着くであろう。
解析が遅くなる、または発散する場合に従うべきいくつかの手順を紹介する。
解析ディレクトリにある「.sol」ファイルを確認し、問題のある位置を突きとめる。
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