외부 자연 대류가 적용되는 장치는 공기 또는 액체에 잠긴 상태입니다. 이러한 장치는 구성요소의 에너지 소실로 인해 가열되고 주변 공기로 열을 대류합니다. 공기가 가열되면 밀도가 달라져 흐름이 이동됩니다. 이로 인해 장치에서 더 많은 열이 대류됩니다.
외부 자연 대류 상태의 예로는 벽에 장착된 통신 장치, 플랫폼에 올려 놓은 전자 모듈 또는 천장에 매달린 라이트 설비가 있습니다. 이러한 각 시나리오에는 약간 다른 설정이 필요합니다.
제공된 전략은 대부분의 외부 흐름 자연 대류 상황에 적용됩니다. 장치 또는 장애물의 위치에 따라 변형이 있을 수 있지만 이러한 변형에 대한 지침도 제공됩니다.
이러한 지침을 확인해보면 잘못된 재료 특성 정의 또는 부족한 메쉬로 인한 정확도 문제가 일반적이라는 것을 알 수 있습니다. 또한 상당한 양의 복사 열 전달이 있을 수 있습니다. 복사 효과를 처리하기 위해 해석 대화상자에서 복사를 사용 가능으로 설정합니다.
장치가 자유 공기 또는 큰 룸에 머물러 있습니다.
모델링 고려 사항
장치를 둘러싸는 상자를 생성합니다. 이것은 계산 영역으로, 장치 외부로 공기가 흐릅니다. 이 상자는 흐름이 인위적으로 가속화되지 않도록 충분히 넓어야 합니다. (측면 벽이 가열된 객체에 너무 가까우면 노즐에서 흐름이 가속화될 수 있습니다.) 뜨거운 공기가 위로 올라가므로 객체의 와전류 다운스트림을 허용하기 위해 상자 맨 위가 베이스보다 더 멀리 떨어져 있어야 합니다. 이 상자 크기에 대한 대략적인 지침은 높이를 장치 수직 치수의 8배로, 폭 및 깊이를 장치 폭 및 깊이의 5배로 지정하는 것입니다.
CAD 시스템 또는 외부 체적 형상 도구에서 이를 구성합니다.
경계 조건
- 상단 및 하단에 개구부를 정의하려면 정적 게이지 압력 = 0을 상단 및 하단, 두 표면에 지정합니다.
- 하단 표면(입구): 정적 온도 = 주변 온도
- 열을 분산시키는 구성요소에 총 열 생성 경계 조건을 적용합니다.
장치가 플랫폼 또는 테이블에 놓여 있습니다.
모델링 고려 사항
장치를 둘러싸는 상자를 생성합니다. 이것은 계산 영역으로, 장치 외부로 공기가 흐릅니다. 이 상자의 크기에 대한 대략적인 지침은 장치의 높이, 폭 및 깊이 치수 평균의 5배에 해당하는 높이와, 이 장치 치수 평균의 7배에 해당하는 폭과 깊이입니다. 일반적으로 이 방법을 사용하면 실제로 공기가 맨 위 외에 모든 방향에서 유입되더라도 영역이 충분히 크면 객체 근처에서 정확한 흐름 및 온도 분포를 생성합니다.
CAD 시스템 또는 외부 체적 형상 도구에서 이를 구성합니다.
경계 조건
- 개구부(일반적으로 상단 표면)를 정의하려면 정적 게이지 압력 = 0을 지정합니다.
- 개구부에 온도 구속조건을 지정하려면 필름 계수 = 2W/m²K 및 참조 온도 = 주위 온도를 지정합니다.
- 단열 표면을 시뮬레이션하려면 맨 아래 표면을 지정되지 않은 상태로 둡니다. 단, 하단 표면의 온도가 일정하거나 열이 하단 표면을 통해 들어오거나 빠져나가는 경우는 예외입니다. 온도, 열 플럭스 또는 필름 계수를 각각 지정합니다.
- 열을 분산시키는 구성요소에 총 열 생성 경계 조건을 적용합니다.
천장 가까이에서 장치가 매달려 있습니다.
모델링 고려 사항
장치를 둘러싸는 원통형 계산 영역을 생성합니다.
원통 높이에 대한 대략적인 지침은 장치 수직 치수의 10배입니다. 지름이 장치 폭의 5배여야 합니다.
원통형 표면은 대략적으로 장치의 동일한 위치에서 수직으로 분할되어야 합니다.
경계 조건
맨 위: 실린더의 평평한 표면, 지정되지 않은 상태로 둡니다.
하단 원통형 표면:
- 지정되지 않은 상태로 둡니다.
- 또는 선택적으로 주변 참조 온도를 사용하여 필름 계수(대류) 경계 조건을 지정합니다.
상단 원통형 표면
- 게이지 압력 = 0을 지정합니다.
실린더의 맨 아래 표면(평평한 표면)
- 주위 온도 및 게이지 압력 = 0을 지정합니다.
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