熱解析での検証ケース - Creo Simulation Live

問題文: 炉壁は耐火れんがと断熱れんがの 2 つの層から成ります。炉内温度は 3000 F (Tf) であり、内側サーフェスの熱伝達係数は 3.333 x 10-3 BTU/s ft2 F (hf) です。

周囲温度は 80 F (Ta) であり、外側サーフェスの熱伝達係数は 5.556 x 10-4 BTU/s ft2 F (ha) です。複合壁における温度分布を調べます。

材料特性	幾何特性
耐火れんが: k = 2.222 x 10-4 BTU/s ft F 断熱: k = 2.778 x 10-5BTU/s ft F	2 次元断面 = 1 in x 1 in 耐火れんがの厚み = 9 in 断熱壁の厚み = 5 in

結果の比較 - 「シミュレーションの精度」スライダーがデフォルト位置

問題文: 2 つの材料から成る複合壁での熱伝導について考えます。材料 1 は外側サーフェスに適用される 6000 ワット相当の一様な熱発生源を持ち、材料 2 は対流冷却にさらされる外側サーフェスを持ちます。ドメインの左側における断熱サーフェスの温度を計算します。

出典: F.P. Incropera, D.P. Dewitt. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 5th Edition, pg.117, 2006.

材料特性	幾何特性	荷重
材料 1: 熱伝導率 = 75 W/m-K 材料 2: 熱伝導率 = 150 W/m-K	ブロックの寸法: 70 mm X 80 mm 材料 1 = 50 mm 材料 2 = 20 mm 厚み = 1000 mm	左側サーフェス: 熱流 = 6000 W 右側サーフェス: HTC = 1000 W/m2 K、流体雰囲気温度 = 30 C その他すべてのサーフェスは断熱サーフェスです。

結果の比較 - 「シミュレーションの精度」スライダーがデフォルト位置

結果	ターゲット	Creo Simulate	ANSYS Discovery Live	Creo Simulation Live	誤差 (パーセント)
左端における断熱サーフェスの温度、度 C	165	165	164.2	164.2	0.48

問題文: 2 次元断面面積が A、長さが L のスチール製冷却スパインが、温度 T w で維持されたウォールから伸びています。スパインと周囲の空気の間のサーフェス熱伝達係数は h、空気の温度は T a であり、スパインの先端は断熱されています。スパインから伝達される熱と先端の温度を求めます。

縦長の 4 つのサーフェスすべてに熱伝達条件が適用されます。

出典: F. Kreith, "Principles of Heat Transfer", 2nd Printing, International Textbook Co.,Scranton, PA, 1959, pg. 143, ex. 4-5

材料特性	幾何特性	荷重
K = 9.71x10-3BTU/s-ft-F	2 次元断面 = 1.2 in x 1.2 in L = 8 in	T w = 100 F T a = 0 F H = 2.778x10-4 BTU/s-ft2-F

結果の比較 - 「シミュレーションの精度」スライダーがデフォルト位置

結果	ターゲット	Creo Simulate	ANSYS Discovery Live	Creo Simulation Live	誤差 (パーセント)
先端の温度、度 F	79.0344	78.96	79.22	79.5	0.59