熱伝導(誘導加熱)解析 鉄板の誘導加熱解析(磁場と熱の連成解析)

概要

下図のような3相交流の電流線が貫いている鉄板が解析対象です。

概要図

3相電流が作る磁場から鉄板に渦電流が流れ、その渦電流による発熱分布を求めます。 続いて、求まった発熱に対して熱伝導を解析します。

解析モジュールは、磁場解析にはPHOTO-EDDYjω、 熱伝導解析にはPHOTO-THERMOを使用します。

磁場解析

電流線には、下図の様な3相交流電流を設定します。

3相交流電流

これをPHOTO-EDDYjωを用いて解析した結果を下に示しています。

電流密度ベクトル[A/m2]の変化の様子が見えます。

渦電流

このように渦電流が発生し、発熱現象が起きます。

いわゆる「誘導加熱」現象です。

この時の発熱密度分布[W/m3]をコンター図で表すと下図のようになります。

発熱密度分布

発熱の様子を見ることが出来ます。

熱伝導解析

次に、磁場解析により求まった発熱を用い、PHOTO-THERMOを使用して、下図 の鉄板における熱伝導解析を行います。

鉄板

その結果、下図のような結果が得られました。

鉄板における温度分布[℃]の変化を見ることが出来、熱伝導の様子がわかります。

熱伝導解析