シミュレーションツールは、その解析結果を読み解き、設計開発に活用してこそ、真価を発揮します。ソフトウェアの操作感は、IDAJ数値解析アカデミーの体験セミナー等でお試しいただくとして、「解析結果の“読み方”」はデモンストレーションでご確認いただけます。IDAJの熱設計エンジニアが、お客様が開発されている製品に近い形状を元に準備した内容です。ご自身が設計される製品に近しいものをご選択いただき、お気軽にお申込みください。

ADASカメラ

使用ツール：　Simcenter Flotherm XT
解析タイプ：　非定常 840秒間（伝導・対流・輻射]）
周囲温度：　外気 35 ℃、車内 22 ℃
乱流モデル：　k-ε

ADASカメラを自動車のフロントガラスに取り付け、停車中に日射によって車室温度が上昇した状態から解析を開始しました。840秒間の過渡解析を実施することで、時間の経過とともに車室温度が低下する様子や、ADASカメラが稼働を継続することによって基板の温度が上昇する様子がわかります。

【こんな方におすすめ】
ADASカメラメーカー様だけでなく、自動運転用センサーメーカー様、その他車室内に設置する電子機器を開発されているメーカー様、基板サプライヤー様におすすめです。

DCDCコンバータ

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度：80℃
乱流モデル：Automatic Algebraic

FET、インダクタ、コンデンサの温度を確認しています。FETはジャンクション温度を確認するため詳細モデルを使用し、ヒートシンクに取り付けて放熱性能を向上させています。インダクタは巻き線部分とコアを分けてモデル化し、それぞれに銅損と鉄損を与えて解析しています。

【こんな方におすすめ】
DCDCコンバータの解析をされたい方、自動車などパワーエレクトロニクスの解析をされたい方、FET・コイル・コンデンサなどの電子部品の解析をされたい方におすすめです。

IGBT

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度：30℃
冷却水温度：10℃
乱流モデル：LVEL k-ε

IGBTモジュールのワイヤーやバスバーのジュール発熱を考慮した熱流体解析を実施し、各部品の温度上昇を確認しています。ジュール発熱を考慮する場合、電流源や電圧源を設定すると、 導体内の電流分布やジュール発熱分布が自動計算されます。

【こんな方におすすめ】
ジュール発熱を考慮した熱流体解析を実施されたい方におすすめです。

IGBTモジュール（水冷）

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度：25℃（水温10℃）
乱流モデル：LVEL K-ε

メカCADデータをMCAD Bridgeに取り込み、直方体分割してモデルを作成しました。ジャンクション温度を確認する部品は、Simcenter Flotherm Packで作成した詳細モデルに置き換えました。材料物性や発熱量、水冷などの設定を行い、解析を実施して、部品温度や水の流れなどを確認しています。

【こんな方におすすめ】
パワー半導体の熱解析を実施されたい方、水冷解析を実施されたい方におすすめです。

IGBTモジュール（水冷ピンフィン）

使用ツール：Simcenter Flotherm XT
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度：25℃（水温15℃）
乱流モデル：k-εモデル

メカCADデータをそのままモデル形状として使用しました。水冷の設定やメッシュの設定などを行い、解析を実施して、部品温度や水の流れの様子の確認しています。

【こんな方におすすめ】
曲面形状が重要で精細にモデル化されたい方、パワー半導体の熱解析を実施されたい方、水冷解析を実施されたい方におすすめです。

IoTエッジデバイス（密閉筐体・自然空冷）

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常（伝導・対流・輻射）
周囲温度：25 ℃
乱流モデル：Automatic Algebraic

IoTエッジデバイスを自然空冷条件で解析しました。屋外への設置を想定して、
ファンを使用しない密閉筐体を採用しています。Simcenter Flothermでは、設置する環境に合わせて周囲温度を変更したり日射を考慮した解析を実施することができます。

【こんな方におすすめ】
屋外に設置する通信機などの電子製品に携わっていらっしゃる方におすすめです。

IoT制御デバイス

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度：35℃
乱流モデル：LVEL k-ε

IoT装置デバイスに対してケースを装着し、熱解析を実施した事例です。発熱素子の温度上昇はもちろんのこと、内部温度と周囲温度の上昇を確認することができます。Simcenter Flothermで解析した本ケースの計算時間は約40分。Simcenter Flothermは、少メモリの高精度ソルバーが特長の一つです。

【こんな方におすすめ】
電子機器設計者はちろん、構造設計者との協調設計によって、熱的に最適な形状を設計することができますので、多くの設計者の方におすすめします。

PSU

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度：30℃
乱流モデル：Automatic Algebraic

産業機器に搭載する電源の熱解析を実施しました。発熱する電子機器部品を冷却するために、筐体内に風を流して温度上昇を解析します。温度だけではなく流速も確認できますので、風が流れる経路を確認することができます。

【こんな方におすすめ】
限られたスペースに発熱部品を搭載しなければならない機械設計者におすすめです。

液浸サーバ

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
流体：フロリナート
周囲温度：35℃
乱流モデル：LVEL k-ε

液浸槽内に複数のサーバとストレージを含んだモデルを使用して熱解析を実施しました。槽内にはフロリナートが充填されており、電子機器内の発熱部品の温度に加え、フロリナートの流れ場を確認することができます。Simcenter Flothermで解析した本ケースでは、内部構造を簡略化しましたが、計算時間は約45分。Simcenter Flothermは、少メモリの高精度ソルバーが特長の一つです。

【こんな方におすすめ】
電子機器設計者や液浸冷却といった最先端の冷却技術を検討されている方におすすめです。

高発熱アンプ

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）・パラメータ最適化
周囲温度：20℃
乱流モデル：Automatic Algebraic

アンプ筐体内の高発熱部品に装着したヒートシンクから、効率的に放熱させるために、ファンと通風孔の位置を最適化します。本事例では、ファンと通風孔の位置だけを設計変数とし、目的関数を部品温度としました。最適化手法は応答局面法で、部品温度を最小にするファンと通風孔の位置を求めます。

【こんな方におすすめ】
電子機器筐体の放熱設計に携わる方、ファンや通風孔の位置を実機試作で決めていらっしゃる方におすすめです。大幅な工数削減が期待できます。

シーケンサー用制御盤

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常
周囲温度：20℃
乱流モデル：Automatic Algebraic

シーケンサー用の制御盤（コントロールパネル）の内部にある各アセンブリを、ファンによる強制空冷で冷却します。ファンは制御盤筐体からの吐き出しで、筐体各所の開口部から吸い込みます。

【こんな方におすすめ】
建物等の温度制御管理システムの熱設計に携わる方、複数のアセンブリ筐体を内包する制御盤またはラック型筐体の設計を行う方、ファンによる強制冷却機器を設計されている方におすすめです。

セキュリティカメラ

使用ツール：Simcenter Flotherm XT
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度：25℃
乱流タイプ：k-ε

25℃の環境に置いたセキュリティーカメラの定常解析を実施しました。基板搭載の素子が発熱します。この解析では、各部の温度や密閉筐体内の対流の様子などを確認することができます。

【こんな方におすすめ】
曲面が多い形状を解析対象とされている方、密閉筐体機器の設計担当者におすすめです。

通信機サーバ

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常
周囲温度：20℃
乱流モデル：Automatic Algebraic

4台のファンで、通信機用のサーバー筐体を強制空冷します。プリント基板上のPBGAを詳細モデル、DELPHIモデル、2抵抗モデルでそれぞれ解析し、計算規模とジャンクション温度を比較しました。計算規模は詳細モデルが最も大きく、続いてDELPHIモデル、2抵抗モデルとなりますが、ジャンクション温度の予測精度は 詳細モデルとDELPHIモデルがほぼ同等で、その次が2抵抗モデルとなりました。DELPHIモデルを利用すると、解析規模を抑制しつつ詳細モデルと同等の結果を得ることができます。

【こんな方におすすめ】
通信機器など多数の基板が搭載されている機器の熱設計担当者、基板上の半導体部品の温度予測の高精度化を目指される方におすすめです。

データセンター

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常
周囲温度：25℃
乱流モデル：Automatic Algebraic

データセンター（サーバルーム）の最適な空調設計にトライしました。空調機（エアコン）の性能に応じて、個別のサーバー温度を最適に保つことができる流路設計を行います。設定温度に応じて、自動的に空調機の送風温度を調整しています。

【こんな方におすすめ】
データセンターや工場、一般居室などの空調・レイアウト設計に携わっていらっしゃる方におすすめです。

デスクトップPC

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度：25℃
乱流モデル：LVEL k-ε

デスクトップPCのCPU直上に、ファン付きのヒートパイプヒートシンクがあります。CPU冷却に必要な風量の検討、ファンの配置を含めた最適化形状の検討が可能です。

【こんな方におすすめ】
電子機器の設計者、ヒートシンクメーカ様、ファンメーカ様など、実搭載形状での冷却効果を検討されている方におすすめです。

デスクトップPC用PSU

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度 ：35℃
乱流モデル ：LVEL k-ε

デスクトップPCのPSU筐体にはファン（吐出）が取り付けられており、そのファンから吹きだす冷却風が発熱部品に対して適切に当たっているかどうかを検討しました。

【こんな方におすすめ】
電子機器の設計者、構造設計者や電源設計者との協調設計に取り組まれる方におすすめです。

電子聴診器

使用ツール：Simcenter Flotherm 
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度：20℃
乱流モデル：Automatic Algebraic

表面温度分布や断面速度分布を利用して、熱伝達を検証しました。

【こんな方におすすめ】
小型の電子機器設計者におすすめです。

ヒューズボックス

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度：40℃
乱流モデル：層流

ヒューズやバスバーに電流を流し、ジュール発熱によって各部品の温度が上昇している現象を確認しました。

【こんな方におすすめ】
ヒューズボックスの熱設計をされたい方、ジュール発熱解析を実施されたい方におすすめです。

ルーター

使用ツール：Simcenter Flotherm
解析タイプ：定常解析（伝導・対流・輻射）
周囲温度：30℃
乱流モデル：Automatic Algebraic

ルーター内部の電子部品の発熱による、樹脂製筐体の表面温度を予測しました。樹脂の熱伝導率が低いため、発熱部品に近い部分の温度上昇が目立ちます。自然空冷に頼った電子機器の熱解析の事例です。

【こんな方におすすめ】
ファンなどを用いずに自然対流による冷却設計を行う機械設計技術者におすすめです。