外部自然対流

外部自然対流にさらされるデバイスは、空気または液体に浸される。このデバイスは構成部品のエネルギー散逸のために発熱し、周囲の空気に熱を伝達します。空気に熱が加えられると、密度が変化して流れの動きが発生する。このため、デバイスからより多くの熱が伝達される。

外部自然対流状態の例には、壁面に取り付けられた通信装置、プラットフォームに設置された電子モジュール、または天井から吊り下げられた照明器具などがある。それぞれのシナリオは、わずかに異なる設定を必要とする。

紹介する方針は、ほとんどの外部流れの自然対流状態を対象とする。デバイスや障害物の位置による変動もあるかもしれないが、これらの方針はそのような変動に対するガイダンスを提供するであろう。

これらのガイドラインに従っていれば、精度の問題はたいてい材料特性定義が適切でない、またはメッシュが不十分であるケースです。また、輻射による熱伝達が大きいケースがあります。輻射の効果を考慮するには、実行ダイアログで輻射を有効にしてください。

空中または広い空間内に吊り下げられたデバイス

注: （これは「チムニー」構成と呼ぶことがあります）

モデリングに関する注意事項

装置を囲むボックスを作成します。これが計算領域であり、装置の外側を空気が流れる場所です。このボックスは、流れが人工的に加速されないよう大きく設定する必要がある。（側壁が熱源に近すぎる場合、流れはノズル内のように加速される可能性がある）。ボックスの上面は、高温空気の上昇のような物体周囲の渦巻き流れを再現できるよう底面から遠くに設定すべきである。このボックスのサイズは、装置の垂直寸法を 8 倍した高さ、装置の幅と深さをそれぞれ 5 倍した幅と高さ程度にすることをお勧めします。

これをCADシステムまたは外部流体ボリューム生成ツールで作成します。

境界条件

上部、下部の開口部を定義するには、両方の面に 静ゲージ圧 = 0 を適用します。

下面(流入口): [静温度] = 周囲温度

発熱量 境界条件を熱を放出する部品に適用します。

プラットフォームまたはテーブルに設置されたデバイス

注: （これは「バケット」構成と呼ぶことがあります）

モデリングに関する注意事項

装置を囲むボックスを作成します。これが計算領域であり、装置の外側を空気が流れる場所です。このボックスのサイズは、装置の垂直寸法を10倍した高さ、装置の幅と深さをそれぞれ5倍した幅と高さ程度にするとよいでしょう。このアプローチは、解析領域が十分に大きい場合、実際には空気が上面に加えてあらゆる方向から流入してくる場合も、オブジェクト付近で高精度な流れおよび温度分布を再現します。

これをCADシステムまたは外部流体ボリューム生成ツールで作成します。

境界条件

開口部（通常上面）の定義には、静ゲージ圧 = 0を適用します。
開口部に温度制約条件を割り当てるには、[熱伝導率] = 2 W/m²K および[参照温度] = 周囲温度を指定します。
下面は断熱面をシミュレートするため未定義にしておきます。下面が一定の温度である、またはこの部分から熱が出入りする場合は例外となります。温度、熱流束、熱伝達率を必要に応じて指定します。
発熱量 境界条件を熱を放出する部品に適用します。