(57)【要約】【課題】放熱設計を行う際、温度分布や熱流束の等値線から熱の流れについて仮説を立て予測を行なっていたが、検証の為の再計算が必要であり、設計完成度向上には時間を要した。【解決手段】解析結果表示方法であって、複数の部品で構成される対象物を数値解析することによって得られる解析結果から、前記部品間の熱の移動量を計算する熱移動量計算ステップと、前記熱移動量計算ステップによって得られた熱移動を表示する熱移動量表示ステップを有する。【選択図】図４
2006350504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品で構成される対象物を数値解析することによって得られる解析結果から、前記部品間の熱の移動量を計算する熱移動量計算ステップと、
前記熱移動量計算ステップによって得られた熱移動を表示する熱移動量表示ステップを有する解析結果表示方法。
【請求項２】
前記熱移動量計算ステップは前記部品の部品間の伝熱と輻射、および前記部品周囲の流体と前記部品間の対流によって移動した熱量の計算を行なう請求項１に記載の解析結果表示方法。
【請求項３】
前記熱移動量表示ステップは、前記部品の部品間を移動する熱量、および移動方向を表示する請求項１または２に記載の解析結果表示方法。
【請求項４】
前記熱移動量表示ステップは、前記部品の部品間を移動する熱の移動形態毎に異なる表示ステップを用いる請求項１から３のいずれかに記載の解析結果表示方法。
【請求項５】
前記熱移動量計算ステップは、前記部品の部品間を伝熱により移動する熱量ＱＬを、熱量が流入する一方の部品の要素と、前記一方の部品の要素に隣接し熱量が流出する他方の部品の要素の温度差ＴＬと、前記部品間で隣接する要素が接合する面積Ａと、前記部品間で隣接する要素について前記一方の部品の要素の中心から前記隣接する要素が接合する面までの法線ｄａと前記部品間で隣接する前記他方の部品の要素の中心から前記隣接する要素が接合する面までの法線ｄｂと、前記一方の部品の熱伝導率Ｌａと前記他方の部品の熱伝導率Ｌｂで表される式
Ａ＊ＴＬ＊Ｌａ＊Ｌｂ／（Ｌａ＊ｄｂ＋Ｌｂ＊ｄａ）
について前記部品間で接合する全ての要素について総和した式
ＱＬ＝Σ｛Ａ＊ＴＬ＊Ｌａ＊Ｌｂ／（Ｌａ＊ｄｂ＋Ｌｂ＊ｄａ）｝
により求める請求項1から４のいずれかに記載の解析結果表示方法。
【請求項６】
前記熱移動量計算ステップは、前記部品の周囲の流体と前記部品において前記周囲の流体の対流によって移動した熱量Ｑｈを、前記部品と前記流体の接合面において隣接する前記部品の要素と前記流体の要素の温度差Ｔｈと、前記流体の要素と前記部品の要素が接合する面の面積Ａと、前記解析条件入力ステップであたえられる熱伝達率ｈの積を前記部品と前記流体が接合する要素について総和した式
Ｑｈ＝Σ（Ａ＊ｈ＊Ｔｈ）
により求める請求項1から４のいずれかに記載の解析結果表示方法。
【請求項７】
前記熱移動量計算ステップは、前記部品の部品間を輻射により移動する熱量Ｑｆを、前記計算ステップによって求められる前記部品間の一方の部品の要素の１つ以上の集合で形成される面について、他方の部品の要素の１つ以上の集合で形成される面に対する輻射形態係数ｆａ、および前記面の面積Ａａ、および前記面の平均温度Ｔａ、およびステファンボルツマン定数σで表される式
ｄＱｆ＝σ＊ｆａ＊ Ｔａ４＊Ａａ
について前記部品の部品間の全ての面のｄＱｆの差分の組合せを総和することにより求める請求項1から４のいずれかに記載の解析結果表示方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの解析結果表示方法をコンピュータで実行するための解析結果表示プログラム。
【請求項９】
請求項８の解析結果表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
複数の部品で構成される対象物を数値解析することによって得られる解析結果から、前記部品間の熱の移動量を計算する熱移動量計算手段と、
前記熱移動量計算手段によって得られた熱移動を表示する熱移動量表示手段を有する解析結果表示装置。
【請求項１１】
前記熱移動量計算手段は前記部品の部品間の伝熱と輻射、および前記部品周囲の流体と前記部品間の対流によって移動した熱量の計算を行なう請求項１０に記載の解析結果表示装置。
【請求項１２】
前記熱移動量表示手段は、前記部品の部品間を移動する熱量、および移動方向を表示する請求項１０または１１に記載の解析結果表示装置。
【請求項１３】
前記熱移動量表示手段は、前記部品の部品間を移動する熱の移動形態毎に異なる表示手段を用いる請求項１０から１２のいずれかに記載の解析結果表示装置。
【請求項１４】
前記熱移動量計算手段は、前記部品の部品間を伝熱により移動する熱量ＱＬを、熱量が流入する一方の部品の要素と、前記一方の部品の要素に隣接し熱量が流出する他方の部品の要素の温度差ＴＬと、前記部品間で隣接する要素が接合する面積Ａと、前記部品間で隣接する要素について前記一方の部品の要素の中心から前記隣接する要素が接合する面までの法線ｄａと前記部品間で隣接する前記他方の部品の要素の中心から前記隣接する要素が接合する面までの法線ｄｂと、前記一方の部品の熱伝導率Ｌａと前記他方の部品の熱伝導率Ｌｂで表される式
Ａ＊ＴＬ＊Ｌａ＊Ｌｂ／（Ｌａ＊ｄｂ＋Ｌｂ＊ｄａ）
について前記部品間で接合する全ての要素について総和した式
ＱＬ＝Σ｛Ａ＊ＴＬ＊Ｌａ＊Ｌｂ／（Ｌａ＊ｄｂ＋Ｌｂ＊ｄａ）｝
により求める請求項1０から１３のいずれかに記載の解析結果表示装置。
【請求項１５】
前記熱移動量計算手段は、前記部品の周囲の流体と前記部品において前記周囲の流体の対流によって移動した熱量Ｑｈを、前記部品と前記流体の接合面において隣接する前記部品の要素と前記流体の要素の温度差Ｔｈと、前記流体の要素と前記部品の要素が接合する面の面積Ａと、前記解析条件入力手段であたえられる熱伝達率ｈの積を前記部品と前記流体が接合する要素について総和した式
Ｑｈ＝Σ（Ａ＊ｈ＊Ｔｈ）
により求める請求項1０から１３のいずれかに記載の解析結果表示装置。
【請求項１６】
前記熱移動量計算手段は、前記部品の部品間を輻射により移動する熱量Ｑｆを、前記計算手段によって求められる前記部品間の一方の部品の要素の１つ以上の集合で形成される面について、他方の部品の要素の１つ以上の集合で形成される面に対する輻射形態係数ｆａ、および前記面の面積Ａａ、および前記面の平均温度Ｔａ、およびステファンボルツマン定数σで表される式
ｄＱｆ＝σ＊ｆａ＊ Ｔａ４＊Ａａ
について前記部品の部品間の全ての面のｄＱｆの差分の組合せを総和することにより求める請求項1０から１３のいずれかに記載の解析結果表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱流体解析技術について、解析結果の表示方法、解析結果の表示プログラム、および、解析結果表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビやＤＶＤレコーダなどの電化商品または半導体ＩＣや光ピックアップなどの電子デバイスの設計段階においては、コンピュータなどの計算機を用いて伝熱解析、熱流体解析などのＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）が行われ、解析から得られた結果を用いて好ましい放熱構造の開発が行われている。計算機を用いたこのような解析においては、直交直線格子の生成が比較的容易である為、ＣＡＤなどで作成された物体の形状データに対して、直交直線格子の生成を行い解析モデルが作成される。解析モデルは、直交直線格子内における形状データの体積占有率などによって近似された細かな直方体の集合体であり、直交直線をメッシュ、メッシュの各目を要素という。
【０００３】
このようなＣＡＥを利用した放熱構造の開発においては、短期間で設計の完成度を向上させる為、利用者が容易に解析結果を理解できるような結果表示技術の開発が望まれている。
【０００４】
従来の熱流体解析に関する結果表示技術は、例えば部品内の温度分布を温度コンターや等温線で表示するものや、熱流束の等値線の表示がある。しかしながら、従来の結果表示技術を用いて放熱設計を行う際、温度分布や熱流束の等値線から解析対象内の熱の流れの仮説を立て、その仮説を検証するため解析条件や部品設定の条件を変えて計算を実行するため、放熱設計の完成度向上には時間を要した。
【０００５】
この問題を解決する方法として、短時間で計算を行ないかつ、部品間の熱移動量の表示が可能な熱回路網法と呼ばれるものがある。熱回路網法では解析対象物を粗いメッシュに分割し、分割された領域の中央にノードと呼ばれる代表点を設け、各領域間のエネルギーバランスをノードに関する連立方程式として解く。
【０００６】
熱回路網法の利点は、固体から流体（空気）への熱の流れを熱伝達率という熱物性値を用いて表現できる点である。熱伝達率は、伝熱工学の分野で解析式、実験式が求められ、これらを利用することで流体の挙動を厳密に計算することがなく、熱の移動量を求めることができ、有限差分法や有限要素法などと比べて短時間の計算で精度のよい結果が得られる。
【０００７】
熱回路網法では各ノード間を熱抵抗で結合した熱等価回路や通風抵抗で結合した通風等価回路で解析対象を表現するため、有限要素法等の様に、ＣＡＤデータを用いて、解析用モデルを作成することが難しい。また、熱抵抗や通風抵抗の値を決める際に実験式等を参照し、最適な式を用いて値を求める必要があるため、高度な伝熱理論に関する知識が要求される。
【０００８】
こうした問題を解決する為に、例えば下記特許文献１に記載された方法では、利用者が３次元の装置形状を入力するだけで、エリア分割処理部が自動的に小エリア分割し、通風回路生成部及び熱回路生成部は分割された小エリアのノードデータとデータベースからのデータとから解析モデルとしての通風回路網及び熱回路網を生成し、演算処理部はこれら通風回路網及び熱回路網を演算処理し、温度や圧力を算出するので下記のような優れた効果が得られる。
（１）装置形状入力以外に従来のような工数が全く必要としない。
（２）伝熱に関する高度な専門知識を必要としない。
（３）自然対流、強制対流、定常非定常など広範囲な現象に対応できる。
（４）ファン等の特性を考慮した解析が可能である。
【特許文献１】特開平４−７６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された方法においては、各ノード間で設定される熱抵抗値は限定された条件で算出された解析式や実験式から導かれる値であり汎用的な値とは言えず、この値を用いて得られる計算結果の精度は高いとはいえない。
【００１０】
また輻射においては、２部品間の一方の部品面と他方の部品面間で熱移動の計算が行われる為、輻射の計算を行なう際に用いる形態係数の総数は部品面数×部品面数となり、解析対象の部品点数が多い場合、計算に要する時間も膨大となり、解析精度がそれほど高くないにもかかわらず、計算時間を必要とする為、解析のパフォーマンスは高いとはいえない。
【００１１】
さらにこの方法ではノード間を移動する熱量の表示しか行なわれず、熱の移動形態毎に熱量を表示していないため、放熱設計に際して効果的な対策を行うことは困難である。
【００１２】
本発明は、解析結果に基づく熱移動現象が容易に理解でき、熱の移動に関する仮説を検証する為の再計算を必要としない為、放熱設計を短時間で行なうことが可能な解析結果表示方法、解析結果表示プログラム、および、解析結果表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的のうち１つは、以下の解析結果表示方法により実現される。複数の部品で構成される対象物を数値解析することによって得られる解析結果から、前記部品間の熱の移動量を計算する熱移動量計算ステップと、前記熱移動量計算ステップによって得られた熱移動を表示する熱移動量表示ステップを有する解析結果表示方法。
【００１４】
また、目的のうち１つは、以下の解析結果表示プログラムにより実現される。上記解析結果表示方法をコンピュータで実行するための解析結果表示プログラム。
【００１５】
また、目的のうち１つは、以下の解析結果表示装置により実現される。複数の部品で構成される対象物を数値解析することによって得られる解析結果から、前記部品間の熱の移動量を計算する熱移動量計算手段と、前記熱移動量計算手段によって得られた熱移動を表示する熱移動量表示手段を有する解析結果表示装置。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、解析結果に基づく熱移動現象が容易に理解でき、熱の移動に関する仮説を検証する為の再計算を必要としない為、放熱設計を短時間で行なうことが可能な解析結果表示方法、解析結果表示プログラム、および、解析結果表示装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を図１から図２７を用いて説明する。
【００１８】
本実施の形態では、１つ以上の部品から構成される電化商品、電子デバイスの放熱特性を評価する為に数値解析を実施して得られた結果を表示する際の、解析結果表示方法について説明する。併せて、当該解析結果表示方法をコンピュータにて実現するための解析結果表示プログラムにより動作する解析装置について説明する。解析装置は、解析結果表示装置としても機能する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係るシミュレーションシステムが搭載される解析装置の外観図である。図２は本発明の実施の形態に係る解析装置の構成図である。
【００２０】
図１および図２に示した解析装置はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の機能を有し、処理部２、モニタ１、キーボード３、マウス４を有する。処理部２は該解析装置を一元的に制御を行なうＣＰＵ１０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｌｙ）またはＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｌｙ）を含んで構成されるメモリ１１、ハードディスク（ＨＤ)に代表される固定ディスク１２、ＦＤ６（フロッピー（登録商標）ディスク）が着脱自在に装着されて、装着されたＦＤ６をアクセスするＦＤ駆動装置８、ＣＤ−ＲＯＭ７が着脱自在に装着されて、装着されたＣＤ−ＲＯＭ７をアクセスするＣＤ−ＲＯＭ駆動装置９、インターネットなどの各種通信ネットワークと解析装置を通信接続するための通信インターフェイス５を含む。これらはバスを介して通信接続される。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態に係る解析装置の機能構成を示すブロック図である。図３に示す各機能ブロックは解析装置に搭載されて、解析を制御する為の制御部１３、解析対象物体の座標情報などを含むデータを入力する為のデータ入力部１４、解析条件を入力する為の解析条件入力部１５、解析対象を直交直線格子で分割し、形状データから解析モデルに近似を行なう為のメッシュを生成するメッシュ生成部１６、解析条件、及び離散化された解析モデルの座標値を用いて数値計算を行なう計算部１７と、部品間の熱移動量の計算を行なう熱移動量計算部１８、数値計算によって得られた結果を表示する為の解析結果表示部１９を含む。
【００２２】
解析結果表示部１９は、部品間を移動する熱量や熱流束を表示する為の熱移動量表示部２０を含む。
【００２３】
本発明の実施の形態に係るシステムが従来と異なるのは、熱移動量計算部１８、及び熱移動量を定量的に表示する為に熱移動量表示部２０を含んでいる点である。
【００２４】
図４は、本発明の実施の形態に係る解析装置の処理手順を説明する為のフローチャートである。
【００２５】
解析装置は以下の処理を行う。
（１）解析装置の使用者の指示によりデータ入力部１４に解析対象物の形状データを入力するデータ入力ステップ２１、
（２）解析条件を解析条件入力部１５に入力する解析条件ステップ２２、
（３）形状データに合わせたメッシュ生成をメッシュ生成部１６で行うメッシュ生成ステップ２３、
（４）メッシュによって離散化された解析モデルの座標値を用いて計算部１７で計算を実施する計算ステップ２４、
（５）計算ステップ２４の終了後、熱移動量計算部１８で部品間の熱移動量の計算を行う熱移動量計算ステップ２５、
（６）解析結果表示部１９で結果表示を行う結果表示ステップ２６、
（７）熱移動量表示部２０で部品間の熱の移動量表示を行う熱移動量表示ステップ２７。
【００２６】
これらのステップにより視覚情報と数値情報から熱の流れ現象を一回の計算のみで理解が可能となり、放熱設計について短時間で検討を実施できる。
【００２７】
図２３は、本発明の実施の形態に係る解析対象を説明する為の図である。熱移動量の計算を行なう解析対象は非発熱体部品Ａ５３、非発熱体部品Ｂ５４、発熱体部品Ｃ５５、基板５６から構成される。図２４は、本発明の実施の形態に係る解析対象のメッシュモデルを説明する為の図である。
【００２８】
図２３の解析対象をメッシュ生成ステップ２３によりメッシュモデル化を行い、ｙｚ断面で切断した図であり、非発熱部品Ａ５７および発熱部品Ｂ５８および基板５９が表示されている。実際は解析対象周辺の流体もメッシュモデル化を行なうが、この図では表示を省略する。
【００２９】
図２５は、本発明の伝熱による熱移動量の計算を説明する為の図である。
【００３０】
前記熱移動量計算ステップ２５は、発熱部品Ｂ５８および基板５９の部品間を伝熱により移動する熱量ＱＬを、熱量が流入する基板５９の要素６０と、基板５９の要素６０に隣接し熱量が流出する発熱部品Ｂ５８の要素６１の温度差ＴＬと、前記部品間で隣接する要素が接合する面積Ａと、前記部品間で隣接する要素について発熱部品Ｂ５８の要素６１の中心から前記隣接する要素が接合する面までの法線ｄａと前記部品間で隣接する基板５９の要素６０の中心から前記隣接する要素が接合する面までの法線ｄｂと、発熱部品Ｂ５８の熱伝導率Ｌａと基板５９の熱伝導率Ｌｂで表される式
Ａ＊ＴＬ＊Ｌａ＊Ｌｂ／（Ｌａ＊ｄｂ＋Ｌｂ＊ｄａ）
について前記部品間で接合する全ての要素について総和した式
ＱＬ＝Σ｛Ａ＊ＴＬ＊Ｌａ＊Ｌｂ／（Ｌａ＊ｄｂ＋Ｌｂ＊ｄａ）｝
により求める。
【００３１】
図２６は、本発明の対流による熱移動量の計算を説明する為の図である。
【００３２】
前記熱移動量計算ステップ２５は、発熱部品Ｂ５８の周囲の空気と発熱部品Ｂ５８において前記周囲の空気の対流によって移動した熱量Ｑｈを、発熱部品Ｂ５８と前記流体の接合面において隣接する発熱部品Ｂ５８の要素６４と前記空気の要素６５の温度差Ｔｈと、前記空気の要素６５と発熱部品Ｂ５８の要素６４が接合する面の面積Ａと、前記解析条件入力ステップであたえられる熱伝達率ｈの積を前記部品と前記流体が接合する要素について総和した式
Ｑｈ＝Σ（Ａ＊ｈ＊Ｔｈ）
により求める。
【００３３】
図２７は、本発明の輻射による熱移動量の計算を説明する為の図である。
【００３４】
前記熱移動量計算ステップは、非発熱部品Ａ５７および発熱部品Ｃ５８の部品間を輻射により移動する熱量Ｑｆを、前記計算ステップによって求められる発熱部品Ｃ５８の要素の１つ以上の集合で形成される面６９について、非発熱部品Ａ５７の要素の１つ以上の集合で形成される面６７に対する輻射形態係数ｆａ、および前記面の面積Ａａ、および前記面の平均温度Ｔａ、およびステファンボルツマン定数σで表される式
ｄＱｆ＝σ＊ｆａ＊ Ｔａ４＊Ａａ
について前記部品の部品間の全ての面のｄＱｆの差分の組合せを総和することにより求める。
【００３５】
図２７で仮に非発熱部品Ａ５７の面がグループ面ａ６７とグループ面ｂ６８および発熱部品Ｂ５８の面がグループ面ａ６９とグループ面ｂ７０のそれぞれ２つずつある場合、
前記差分の組合せの総和は
Ｑ＝σ＊｛（Ｆａｃ＊Ｓａ＊Ｔａ４−Ｆｃａ＊Ｓｃ＊Ｔｃ４）＋（Ｆａｄ＊Ｓａ＊Ｔａ４−Ｆｄａ＊Ｓｄ＊Ｔｄ４）＋（Ｆｂｃ＊Ｓｂ＊Ｔｂ４−Ｆｃｂ＊Ｓｃ＊Ｔｃ４）＋（Ｆｂｄ＊Ｓｂ＊Ｔｂ４−Ｆｄｂ＊Ｓｄ＊Ｔｄ４）｝
ここでＦｉｊは面ｉからに対する輻射形態係数、Ｔｉは面ｉの平均温度、Ｓｉは面ｉの面積である。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態に係る熱移動量表示を説明する為のフローチャートである。
【００３７】
まず解析結果表示部１９から熱の移動を表示したい部品を指定する。指定した部品数が２点以上の場合、これらの部品名を記載したブロックと部品間を移動した熱量５１と熱の移動方向と熱の移動形態を表示する。指定した部品点数が１点の場合、この部品を始点とする熱移動量表示を行なうかどうか選択する。
【００３８】
指定した部品を始点とする熱移動量表示を行なうと選択した場合、指定した部品名を記載したブロックおよび指定した部品を始点とする熱移動に関係する部品の部品名を記載したブロックと移動した熱量５１と熱移動の方向と熱の移動形態を表示する。
【００３９】
指定した部品を始点とする熱移動量表示を行なわないと選択した場合、指定した部品を始点もしくは終点とする全ての２部品間の熱移動について指定した部品の部品名およびそれ以外の部品の部品名を記載したブロックと移動した熱量５１と熱の移動方向と熱の移動形態を表示する。
【００４０】
図６は、本発明の実施の形態に係る熱移動を説明する為の解析対象の概念図である。
【００４１】
解析対象は基板３０の上に部品Ａ２８、部品Ｂ２９、部品Ｃ３１が実装され、部品Ａ２８は発熱体である。解析対象の流体は空気５２である。
【００４２】
図７は、本発明の実施の形態に係る解析結果表示部および熱移動量表示部を説明する為の図である。解析結果表示部１９は解析結果表示部のフレーム３３内に設定され、熱移動量表示部２０は熱移動量表示部のフレーム３４内に設定される。
【００４３】
解析結果表示部のフレーム３３と熱移動量表示部のフレーム３４が同じモニター画面３２で同時に表示されることによって、熱移動量表示部のフレーム３４内で表示される熱移動現象が、解析対象のどの箇所にあるかを利用者は即座に確認することが可能である。尚、熱移動量表示部２０は解析結果表示部１９内に設定されてもよく、また解析結果表示部１９が熱移動量表示部２０内に設定されても良い。
【００４４】
図８は、本発明の実施の形態に係る解析結果表示部において熱移動を表示する部品の選択方法の一例を説明する為の図である。
【００４５】
図８に示すように、利用者は解析結果表示部で、熱移動を表示したい部品にポインター３６を合わせ、マウス４のボタンなどによる部品選択手段によって部品の選択を行なう。部品選択後、解析結果表示部１９内にある熱移動量表示ボタン３５を用いて、熱移動量表示部２０に部品間の熱移動を表示する。
【００４６】
図９は、本発明の実施の形態に係る解析結果表示部において熱移動を表示する部品の選択方法について、図８で説明した方法とは異なる方法を説明する為の図である。
【００４７】
図９に示す方法では利用者が解析結果表示部１９内において、解析対象の部品名を表示した部品名表示欄３７から熱移動を表示したい部品を選択する。図９では熱移動を表示する部品を選択した印３９が丸型であるが、三角あるいはバツ印あるいはその他の記号であってもよい。図８と同様に熱移動を表示する部品を選択後、解析結果表示部１９内にある熱移動量表示ボタン３５を用いて熱移動を表示する。
【００４８】
図１０は、本発明の実施の形態に係る熱移動量表示方法について対流による熱移動量表示の有無の選択について説明する為の図である。
【００４９】
図９で説明した熱移動を表示する部品を選択した印３８は、対流を考慮しない場合の熱移動を表示する部品を選択した印３９と、対流を考慮する場合の熱移動を表示する部品を選択した印４２の２種類ある。本実施の形態では、熱移動を表示したい部品を選択すると、最初は対流を考慮しない場合の熱移動を表示する部品を選択した印３９が表示される。さらに同じ部品を再度選択すると対流を考慮する場合の熱移動を表示する部品を選択した印４２が表示される。さらに同じ部品を選択すると印が消え、熱移動量表示の指定部品からはずれる。
【００５０】
図１１は熱の移動形態ごとに熱移動量の表示方法が異なることを説明する為の図である。
【００５１】
熱の移動形態は対流、伝熱、輻射の３つあり、対流による熱移動を表す熱移動量表示方法
４３、伝熱による熱移動を表す熱移動量表示方法４１、輻射による熱移動を表す熱移動量表示方法４０がある。また移動した熱量５１の表示、および熱の移動形態ごとに表示方法を変えることにより、利用者は熱移動の現象を詳細に把握することができる。
【００５２】
図１２は、本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図である。
【００５３】
図１２は図８、図９で選択した部品について、熱移動量表示部２０で、部品名を表示したブロックと移動した熱量と部品間を熱が移動する方向と熱の移動形態が表示されている。
【００５４】
図９において基板３０、部品Ａ２８、部品Ｂ２９について対流を表示しない場合の熱移動量表示が選択されているためこれらの部品間の熱移動の関係が熱移動量表示部２０で表示される。発熱部品である部品Ａ２８から基板３０に対して熱伝導による熱移動が１５ｍＷ、輻射による熱移動が３ｍＷであることを示し、同様に部品Ａ２８から部品Ｂ２９に対しては輻射による熱移動が１０ｍＷ、同様に基板３０から部品Ｂ２９に対して熱伝導による熱移動が１０ｍＷ、輻射による熱移動が１ｍＷであることが示されている。
【００５５】
尚、熱移動量表示部２０の部品名を表示したブロックを選択削除することによって、選択した部品に関する熱移動を削除することも可能である。例えば部品Ａ２８について選択削除を行なうと部品Ｂ２９と基板３０間の熱移動のみが表示される。また選択削除の実施方法は熱移動量表示部２０でマウスなどの操作によって行なうことが出来る。
【００５６】
図１３は、本発明の実施の形態に係る熱移動を表示する部品の選択例の一例を説明する為の図であり、図１４は図１３で選択した部品について、本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図である。
【００５７】
図１３は図９の場合と異なり、部品Ａ２８については対流による熱移動を表示する熱移動量表示印がついてある。したがって、図１４が図１２と異なるのは部品Ａ２８から空気５２に対して対流による熱移動が表示されている点であり、部品Ａ２８から空気５２に対して５ｍWの熱移動が対流によって生じていることが示されている。
【００５８】
図１５は、本発明の実施の形態に係る熱移動を表示する部品の選択例の一例を説明する為の図である。
【００５９】
図１５では部品Ａ２８に関して対流による熱移動を考慮して表示するように選択されている。
【００６０】
熱移動を表示する部品を選択した後、熱移動量表示ボタン３５を押すと、指定した部品点数が１点の場合、熱移動量表示方法決定欄４４からこの部品を始点とする熱移動量表示を行なうかどうか選択する。指定した部品を始点とする熱移動量表示を行なうと選択した場合、指定した部品名を記載したブロックおよび指定した部品を始点とした熱移動に関係する部品の部品名を記載したブロックと移動した熱量５１と熱移動の方向と熱の移動形態を表示する。
【００６１】
指定した部品を始点とする熱移動量表示を行なわないと選択した場合、指定した部品を始点もしくは終点とする２部品間の熱移動について指定した部品の部品名およびそれ以外の部品の部品名を記載したブロックと移動した熱量５１と熱の移動方向と熱の移動形態を表示する。
【００６２】
図１６は、図１５に示した部品の選択方法の一例について、本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図である。
【００６３】
部品Ａ２８は発熱部品であり、構成部品にはその他の発熱部品が存在しない為、部品Ａ２８に移動する熱はない。したがって、部品Ａ２８からその他の部品に移動する熱に関する情報が表示されている。部品Ａ２８から部品Ｂ２９、および空気５２、基板３０、部品Ｃ３１に対する熱移動についてそれぞれの部品名を記載したブロックと移動した熱量５１と移動方向、熱の移動形態が表示されている。
【００６４】
図１７は、本発明の実施の形態に係る熱移動を表示する部品の選択方法の一例を説明する為の図である。
【００６５】
図１７では部品Ａ２８に関する熱移動で、かつ対流による熱移動を表示するように選択され、指定した部品である部品Ａを始点とする表示方法を示している。
【００６６】
図１８は、図１７に示した部品の選択方法の一例について、本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図である。
【００６７】
部品Ａから部品Ｂ２９、および空気５２、基板３０、部品Ｃ３１への熱移動と、部品Ｂ２９から空気５２への熱移動と、部品Ｃ３１から空気５２への熱移動と、基板３０から部品Ｂ２９、および部品Ｃ３１、空気５２への熱移動について部品名を記載したブロックと移動した熱量５１と移動方向、熱の移動形態が表示されている。
【００６８】
図１９は、本発明の実施の形態に係る熱移動を表示する部品の選択方法の一例を説明する為の図である。
【００６９】
図１９では部品Ｃ３１に関する熱移動で、かつ対流による熱移動を表示しないように選択され、指定した部品である部品Ｃ３１を始点もしくは終点とする熱移動に関する表示を示している。
【００７０】
図２０は、図１９に示した部品の選択方法の一例について、本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図である。
【００７１】
部品Ｃ３１は空気５２への熱移動を除くと構成部品の中で熱移動の終点であるので、部品Ｃ３１からの熱移動はない。したがって、部品Ｃ３１を熱移動の終点とする部品Ｃ３１とその他の部品間の熱移動が表示されている。部品Ａから部品Ｃ３１への熱移動と、基板３０から部品Ｃ３１への熱移動について部品名を記載したブロックと移動した熱量５１と移動方向、熱の移動形態が表示されている。
【００７２】
図２１は、本発明の実施の形態に係る熱移動を表示する部品の選択方法の一例を説明する為の図である。
【００７３】
図２１では部品Ｂ２９と部品Ｃ３１に関する熱移動で、かつ対流による熱移動を表示しない表示方法を示している。
【００７４】
図２２は、図２１に示した部品の選択方法の一例について、本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図である。
【００７５】
部品Ｂ２９から部品Ｃ３１への輻射による熱移動について部品名を記載したブロックと移動した熱量５１と移動方向、熱の移動形態が表示されている。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、電化商品、電子デバイスの放熱特性を評価する為に数値解析を実施して、得られた結果を容易に理解し、設計に反映する為の結果表示方法に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態に係るシミュレーションシステムが搭載される解析装置の概念図
【図２】本発明の実施の形態に係る解析装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態に係る解析装置の機能構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態に係る情報処理装置の処理手順を説明する為のフローチャート
【図５】本発明の実施の形態に係る熱移動量表示を説明する為のフローチャート
【図６】本発明の実施の形態に係る熱移動を説明する為の解析対象の概念図
【図７】本発明の実施の形態に係る解析結果表示部１９および熱移動量表示部を説明する為の図
【図８】本発明の実施の形態に係る解析結果表示部１９において熱移動を表示する部品の選択方法の一例を説明する為の図
【図９】本発明の実施の形態に係る解析結果表示部１９において熱移動を表示する部品の選択方法について、図８で説明した方法とは異なる方法を説明する為の図
【図１０】本発明の実施の形態に係る熱移動量表示方法について対流による熱移動量表示の有無の選択について説明する為の図
【図１１】熱の移動形態ごとに異なる熱移動量表示方法を説明する為の図
【図１２】本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図
【図１３】本発明の実施の形態に係る熱移動を表示する部品の選択例の一例を説明する為の図
【図１４】図１３で選択した部品について、本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図
【図１５】本発明の実施の形態に係る熱移動を表示する部品の選択例の一例を説明する為の図
【図１６】図１５に示した部品の選択方法の一例について、本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図
【図１７】本発明の実施の形態に係る熱移動を表示する部品の選択方法の一例を説明する為の図
【図１８】図１７に示した部品の選択方法の一例について、本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図
【図１９】本発明の実施の形態に係る熱移動を表示する部品の選択方法の一例を説明する為の図
【図２０】図１９に示した部品の選択方法の一例について、本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図
【図２１】本発明の実施の形態に係る熱移動を表示する部品の選択方法の一例を説明する為の図
【図２２】図２１に示した部品の選択方法の一例について、本発明の実施の形態に係る熱移動の表示方法を説明する為の図
【図２３】本発明の実施の形態に係る解析対象を説明する為の図
【図２４】本発明の実施の形態に係る解析対象のメッシュモデルを説明する為の図
【図２５】本発明の伝熱による熱移動量の計算を説明する為の図
【図２６】本発明の対流による熱移動量の計算を説明する為の図
【図２７】本発明の輻射による熱移動量の計算を説明する為の図
【符号の説明】
【００７８】
１  モニタ
２  処理部
３  キーボード
４  マウス
５  通信インターフェース
６  フロッピー（登録商標）ディスク
７  ＣＤ−ＲＯＭ
８  ＦＤ駆動装置
９  ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置
１０  ＣＰＵ
１１  メモリ
１２  固定ディスク
１３  制御部
１４  データ入力部
１５  解析条件入力部
１６  メッシュ生成部
１７  計算部
１８  熱移動量計算部
１９  結果表示部
２０  熱移動量表示部
２１  データ入力ステップ
２２  解析条件ステップ
２３  メッシュ生成ステップ
２４  計算ステップ
２５  熱移動量計算ステップ
２６  結果表示ステップ
２７  熱移動量表示ステップ
２８  部品Ａ
２９  部品Ｂ
３０  基板
３１  部品Ｃ
３２  モニター画面
３３  解析結果表示部のフレーム
３４  熱移動量表示部のフレーム
３５  熱移動量表示ボタン
３６  ポインター
３７  部品名表示欄
３８  熱移動を表示する部品を選択した印
３９  対流を考慮しない場合の熱移動を表示する部品を選択した印
４０  輻射による熱移動を表す熱移動量表示方法
４１  伝熱による熱移動を表す熱移動量表示方法
４２  対流を考慮する場合の熱移動を表示する部品を選択した印
４３  対流による熱移動を表す熱移動量表示方法
４４  熱移動量表示方法決定欄
４５  熱移動量表示方法決定する印
４６  部品Ａを記載したブロック
４７  部品Ｂを記載したブロック
４８  基板を記載したブロック
４９  空気を記載したブロック
５０  部品Ｃを記載したブロック
５１  移動した熱量
５２  空気
５３  非発熱部品Ａ
５４  非発熱部品Ｂ
５５  発熱部品Ｃ
５６  基板
５７  非発熱部品Ａのメッシュモデル
５８  発熱部品Ｃのメッシュモデル
５９  基板のメッシュモデル
６０  基板の１個の要素
６１  発熱部品Ｃの１個の要素
６２  発熱部品の要素の1辺の長さｄａ
６３  基板の要素の１辺の長さｄｂ
６４  発熱部品Ｃの１個の要素
６５  空気の１個の要素
６６  空気の流れ
６７  非発熱部品Ａのグループ面ａ
６８  非発熱部品Ａのグループ面ｂ
６９  発熱部品Ｃのグループ面ｃ
７０  発熱部品Ｃのグループ面ｄ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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