(57)【要約】【課題】エンジンルームｖ１など所定の空間において、エンジンｖ２や排気管ｖ３のような熱源の周りに配置される部品の形状や大きさなどが決まっていなくても、その温度を予測できるようにする。【解決手段】所定の空間を模擬する計算空間ｍ１に、少なくとも熱源（エンジンｖ２や排気管ｖ３など）のモデルｍ２〜ｍ５を配置した解析モデルＭを作成し、その熱源の周囲の複数の箇所にそれぞれ、予め設定した熱伝導率、熱伝達率および熱輻射率を有する仮想の伝熱媒体（シード体Ｓ）を配置する（ステップＳＴ２）。熱源からの熱移動を受ける伝熱媒体の温度を算出して、温度分布を求める（ステップＳＴ３，ＳＴ４）。【選択図】図３
2016146031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の空間に配置される部品の温度を熱流体解析によって予測する部品温度の予測方法であって、
前記所定の空間を模擬する計算空間に、少なくとも熱源のモデルを配置した解析モデルを作成するステップと、
前記解析モデルにおける熱源の周囲の複数の箇所にそれぞれ、予め設定した熱伝導率、熱伝達率および熱輻射率を有する仮想の伝熱媒体を配置するステップと、
前記熱源からの熱移動を受ける前記伝熱媒体の温度を算出し、前記所定の空間における温度分布を求めるステップと、を備えることを特徴とする部品温度の予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のエンジンルームなど、所定の空間に配置される部品の温度を熱流体解析によって予測する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車のエンジンルームは、エンジンの排気温度の上昇や通風量の減少などによって高温化する傾向にあり、例えばゴムホースや樹脂製ブラケットのように本来、あまり耐熱性の高くない部品の劣化が懸念されている。この点について、エンジンや排気管などの熱源やその周りに配置される部品のモデルを計算空間に配置して解析モデルを構築し、熱流体解析によって温度分布を求めることが提案されている。
【０００３】
また、特許文献１には、温度センサによってエンジンルーム内の温度を計測することも提案されている。この文献に記載の熱環境モニタ装置では、実験用車両のエンジンルーム内に放射率が０に近い白体球と放射率が１に近い黒体球とを隣接させて配置し、それらの温度を計測する。そして、白体球の温度に基づいて雰囲気温度を求めるとともに、黒体球との温度差に基づいて熱源からの熱輻射量を評価し、これらの結果からエンジンルーム内の複数の部品の温度を見積もるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２５３４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記従来例（特許文献１）の熱環境モニタ装置では、エンジンルーム内の温度を実測する必要があり、実験用の車両とはいえ自動車が完成していなくてはならない。また、熱流体解析によって部品の温度を予測する場合であっても、エンジンや排気管などの熱源だけでなく、変速機や補機類などの大物部品は勿論、ホースやハーネス、ブラケットなどの小物部品についても、その形状や大きさなどを模擬するモデルが必要になる。
【０００６】
すなわち、前記従来までの方法では、遅くとも部品の形状や大きさなどが決まっていて、それらをエンジンルームの何処に配置するか概ね決まった後に初めて、部品の温度上昇を予測できるもので、これにより熱害を受けると予測される部品が見つかったとしても、この部品の配置を変更する自由度はあまり残されていない。つまり、従来までの方法では、部品の温度を低下させる対策として最もコストを要しない配置の変更が十分に行えないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、例えば自動車のエンジンルームのような所定の空間において、エンジンや排気管のような熱源の配置が決定した後に、その周りに配置される部品の形状や大きさなどが決まっていなくても、その温度を予測できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために本発明は、所定の空間に配置される部品の温度を熱流体解析によって予測する方法を対象として、前記所定の空間を模擬する計算空間に少なくとも熱源のモデルを配置した解析モデルを作成するステップと、前記解析モデルにおける熱源の周囲の複数の箇所にそれぞれ、予め設定した熱伝導率、熱伝達率および熱輻射率（放射率）を有する仮想の伝熱媒体を配置するステップと、前記熱源からの熱移動を受ける前記伝熱媒体の温度を算出し、前記所定の空間における温度分布を求めるステップと、を備えるものである。
【０００９】
前記の方法によると、解析モデルにおいて所定の空間を模擬する計算空間には、少なくとも熱源のモデルが配置されていればよく、温度を予測したい部品の形状や大きさなどが決まっていなくてもよい。例えば自動車のエンジンルームであれば、熱源となるエンジンや排気管の形状や大きさを表すモデルが配置されていればよく、変速機や補機類などの大物部品についても、その形状や大きさが決まっていればモデルを配置すればよい。
【００１０】
このような解析モデルにおいて、熱源の周囲の複数の箇所にはそれぞれ仮想の伝熱媒体を配置し、熱源からの熱輻射や空気を介しての熱伝達、および伝熱媒体の内部の熱伝導について模擬するように、熱流体解析を行うことによって、それぞれの伝熱媒体の温度を算出することができる。これにより、熱源の周りに配置される部品の形状や大きさなどが決まっていなくても、所定の空間における温度分布を求めることができる。
【００１１】
そうして解析モデルにおける熱源の周囲に配置する伝熱媒体は、計算空間の全体に適宜、分散するように並べるのが好ましく、その場合に隣り合う伝熱媒体同士の間隔を好適に設定すれば、空間内の空気の流れや熱輻射の影響について好適に再現することが可能になる。例えば、経験的に熱害の発生することが多い場所では、熱流体解析の演算の精度を高めるために、隣り合う伝熱媒体同士の間隔を狭めに設定するのが好ましい。
【００１２】
一方、経験的に熱害の発生することが少ない場所では、隣り合う伝熱媒体同士の間隔を広めに設定することにより、解析演算の負荷を減らすことが好ましい。また、それ以外に或いはそれに加えて、経験的に部品の配置されることが多いと思われる場所では、隣り合う伝熱媒体同士の間隔を狭めにし、部品の配置されることが少ないと思われる場所では間隔を広めにしてもよい。
【００１３】
前記伝熱媒体は一例として球体とすればよく、その熱伝導率、熱伝達率および熱輻射率は、例えばゴムや樹脂を想定して設定すればよい。これは、温度を予測したいエンジンルーム内の部品として具体的に、ゴムホースやワイヤハーネス、樹脂製のブラケットおよびクランプのように、あまり耐熱性の高くないものが想定されるからである。同様に、伝熱媒体の比熱もゴムや樹脂を想定して設定すればよく、これに体積を乗算すれば熱容量が求められる。
【００１４】
こうして求められる伝熱媒体の熱容量があまり小さ過ぎると、熱源からの熱移動や伝熱媒体同士の熱移動を好適に模擬できないので、伝熱媒体は或る程度以上の大きさが必要である一方、伝熱媒体が大き過ぎると、エンジンルーム内の空気の流れを好適に模擬できないので、伝熱媒体の大きさは例えばφ５〜１５ｍｍ程度とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る部品温度の予測方法によると、例えば自動車のエンジンルームなどにエンジン等（熱源）が配置された解析モデルにおいて、そのエンジン等の周囲に複数の仮想の伝熱媒体を配置し、熱流体解析によって伝熱媒体の温度を算出するようにしたから、部品の形状や大きさなどが決まっていなくても、その温度を予測することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る部品温度の予測装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】エンジンルーム内の温度を予測する自動車の一例を示す斜視図である。
【図３】解析モデルのイメージを示す斜視図である。
【図４】排気管を通る垂直断面における解析モデルの断面図である。
【図５】部品温度予測の手順の一例を示すフローチャート図である。
【図６】自動車の走行中の温度分布の一例を示す図４相当図である。
【図７】キーオフ時についての図６相当図である。
【図８】部品温度予測の誤差について調べた実験結果のグラフ図であり、（ａ）は自動車の走行中を、また、（ｂ）はキーオフ時をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。一例を図１に示すように本実施形態に係る部品温度の予測装置は、例えば汎用のパソコンやワークステーションのような公知のコンピュータ装置１からなり、解析モデル設定部１１、解析演算部１２、メモリ部１３および表示処理部１４などを備えている。なお、コンピュータ装置１は汎用品ではなく、専用設計された信号処理回路を搭載するものであってもよい。
【００１８】
また、コンピュータ装置１にはＬＡＮ１５が接続されているとともに、ユーザが各種の操作を行うためのマウスおよびキーボード、或いはタッチパネルなど入力デバイス１６と、ユーザに設定や操作の内容および画像データなどを表示するためのモニター１７（液晶ディスプレイやＣＲＴ等）とが接続されている。なお、モニター１７としてタッチパネルを採用すれば、これを入力デバイス１６と兼用することもできる。
【００１９】
そして、コンピュータ装置１は、入力デバイス１６を介してのユーザの操作に応じて、前記各部１１〜１４の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして、実行するようになっている。これによりコンピュータ装置１は、以下に説明するように、エンジンルーム内の解析モデルを用いて熱流体解析を行い、その結果を出力する部品温度の予測装置として機能する。
【００２０】
すなわち、解析モデル設定部１１は、一例として図２に全体を模式的に示す自動車Ｖのエンジンルームｖ１内（所定の空間）に、図３を参照して後述するように、熱源であるエンジンｖ２や排気管ｖ３などを配置した解析モデルＭを設定する。この解析モデルＭを用いて解析演算部１２が、図５を参照して後述するように、入力された解析条件に従って、エンジンルームｖ１内における空気の流れや熱移動を模擬する熱流体解析を実行する。
【００２１】
メモリ部１３は、ＤＲＡＭやフラッシュメモリ等の半導体素子、あるいはハードディスク等で構成されており、前記解析モデル設定部１１や解析演算部１２における処理の内容を記憶する。表示処理部１４は、解析処理の設定画面や操作画面の他に、解析演算部１２で行われた処理の内容、例えば、自動車Ｖのエンジンルームｖ１内の温度分布（図６、７を参照）をモニター１７に表示させる。
【００２２】
−解析モデル−
本実施形態で用いる解析モデルＭは、図３に一例を示すように、エンジンルームｖ１内を模擬する計算空間ｍ１に、熱源となるエンジンｖ２（吸気マニホルドや補機類等を含む）や排気管ｖ３（排気マニホルドを含む）、インバータｖ４の他、変速機ｖ５などの形状を表すモデルｍ２〜ｍ５を配置したものである。これらのモデルｍ２〜ｍ５を除いて計算空間ｍ１には、予めＣＦＤのメッシュソフトを用いて所定の計算格子が生成されている。
【００２３】
また、図示は省略するが、エンジンルームｖ１を取り囲む車体部品の形状や大きさを模擬するモデルが計算空間ｍ１を取り囲むように配置されている。エンジンルームｖ１への空気取り入れ口に配設されたラジエータ、コンデンサなどの熱交換器やファンについては体積領域としてモデル化されており、走行風などの通過抵抗は圧力損失特性の数式として与えられる。
【００２４】
なお、それらの車体部品や前記エンジンｖ２、排気管ｖ３、インバータｖ４、変速機ｖ５等のモデルｍ２〜ｍ５のデータは、予め作成されているＣＡＤデータに基づいて自動で作成することができる。すなわち、ＣＡＤデータは、入力デバイス１６へのユーザの操作に応じて、ＬＡＮ１５を介して他のコンピュータ装置から読込まれる。
【００２５】
このように、既に形状および大きさの決まっている大物部品は、例えばソリッドモデルとして計算空間ｍ１に配置されるが、ホースやワイヤハーネス、クランプ、ブラケットなどの小物部品はモデル化されていない。これは、ゴム製あるいは樹脂製といった本来、あまり耐熱性の高くない小物部品の熱劣化を効果的に予防するために、それら小物部品の形状や大きさなどが決まる前に、温度を予測するためである。
【００２６】
すなわち、部品への熱害を予防する上で最も効果的でありながらコストを要しない対策は、温度が低くなるように配置を変更することであるが、一般的に部品の形状や大きさなどが決まった後では、それらをエンジンルームの何処に配置するのかも概ね決まっているので、配置を変更する自由度があまり残されていない。言い換えると、部品の形状や大きさ、配置などが決まる前に温度を予測したいという要求がある。
【００２７】
しかしながら、仮に前記の大物部品のモデルｍ２〜ｍ５の周囲に小物部品のモデルを配置せずに熱流体解析を行うとすると、熱源から空気への熱伝達や空気の流れは模擬できるものの、空気から小物部品への熱伝達は模擬できないし、小物部品への熱輻射も模擬できない。しかも、実際には小物部品があるところを自由に空気が流れることになるので、空気の流れを模擬する精度も低くなってしまう。
【００２８】
この点について本実施形態では、図３および図４に一例を示すようにエンジンルームｖ１内を模擬する計算空間ｍ１において、エンジンｖ２や排気管ｖ３、インバータｖ４、変速機ｖ５等のモデルｍ２〜ｍ５の周囲に、解析演算のための仮想の伝熱媒体Ｓを適宜、分散させて配置したものである。この伝熱媒体Ｓは、例えばゴム製または樹脂製のφ１０ｍｍくらいの球体をイメージしたものであり、以下、シード体Ｓと呼ぶ。
【００２９】
シード体Ｓは、前記したホースやワイヤハーネス、クランプなどのように、ゴム製或いは樹脂製の小物部品の伝熱状態を模擬するためのものであるから、それぞれにゴムまたは樹脂の想定される熱伝導率、熱伝達率および熱輻射率が設定されている。また、シード体Ｓの比熱もゴムや樹脂を想定して設定されており、これに体積を乗算すれば熱容量が得られる。
【００３０】
こうして求められるシード体Ｓの熱容量があまり小さ過ぎると、エンジンｖ２や排気管ｖ３からの熱移動やシード体Ｓ同士の熱移動の影響を好適に再現できないので、シード体Ｓは或る程度以上の大きさが必要である。一方、シード体Ｓが大き過ぎるのは、エンジンルームｖ１内の空気の流れを模擬する上で好ましくない。そこで、本実施形態では一例として、シード体Ｓの大きさをφ１０ｍｍ程度に設定している。
【００３１】
また、本実施形態では、計算空間ｍ１の全域において自動車Ｖの前後、左右および上下方向にシード体Ｓを格子状に並べて配置している。前後に並べる方向ついては水平ではなく、エンジンｖ２の傾斜に合わせて傾斜させており、同様に上下方向についても鉛直ではなく、ダッシュパネルの一般面に沿うように傾斜させている。なお、左右方向についてはシード体Ｓは概ね水平に並んでいる。
【００３２】
具体的に図４には、解析モデルＭの排気管ｖ３を通る垂直断面において並ぶシード体Ｓを誇張して示しており、自動車Ｖの前後方向にシード体Ｓが並ぶ方向は、一点鎖線Ｌで示すように、エンジンｖ２（図ではモデルｍ２）の上面の傾斜に合わせて、水平方向に対し後方ほど低くなるように傾斜している。このことでシード体Ｓを、できるだけモデルｍ２と干渉させることなく、所定の間隔を維持して並べることが可能になっている。
【００３３】
すなわち、熱移動を好適に模擬するためにはシード体Ｓを、所定の間隔を維持するように並べることが望ましいが、エンジンｖ２や変速機ｖ５などのモデルｍ２、ｍ５と干渉する場所にシード体Ｓを配置することはできない。そこで、エンジンｖ２やダッシュパネルの傾斜に合わせてシード体Ｓを並べることによって、それらとの干渉を避け、隣り合うシード体Ｓ同士の間隔があまり変わらないようにしたものである。
【００３４】
また、そのように並んで隣り合うシード体Ｓ同士の間隔は、狭い方が解析演算の精度を高めやすいが、狭くするほど演算負荷は大きくなってしまうので、本実施形態では、経験的に熱害の発生することが多い場所で解析演算の精度を高めるために、シード体Ｓ同士の間隔を比較的狭く設定している。一方、経験的に熱害の発生することが少ない場所では、演算負荷を減らすためにシード体Ｓ同士の間隔を拡げている。
【００３５】
すなわち、図４に誇張して示すように、エンジンｖ２（図ではモデルｍ２）の上方および後方における排気管ｖ３（図ではモデルｍ３）の上方では、シード体Ｓが前後および上下に並ぶ間隔が比較的狭くなっている（図４には表れていないが、左右の間隔も狭くなっている）。これは、図６、７を参照して後述するように、熱源であるエンジンｖ２や排気管ｖ３の影響で特に温度が高くなりやすい場所だからである。
【００３６】
なお、そのように比較的間隔の狭い場所におけるシード体Ｓ同士の間隔は例えば５０〜１００ｍｍくらいとし、それ以外の場所では例えば１００〜１５０ｍｍくらいの間隔としている。シード体Ｓの大きさをφ１０ｍｍ程度とした場合、それらの間隔が５０ｍｍよりも狭くなると、シード体Ｓが空気の流れを妨げる結果として、解析演算の精度が低下するからである。
【００３７】
−解析処理の流れ−
次に、上述した解析モデルＭを用いて行われる熱流体解析の具体的な手順の一例を、図５のフローチャートに沿って説明する。この熱流体解析のルーチンでは、まず、ステップＳＴ１において解析モデルＭを設定する。これは、解析モデル設定部１１において行われる処理であり、上述の如く自動車Ｖのエンジンルームｖ１内を模擬する計算空間ｍ１に、入力デバイス１６によるユーザの操作に応じて、エンジンｖ２、排気管ｖ３等のモデルｍ２〜ｍ５を配置し、その周囲にシード体Ｓを分散させて配置する。
【００３８】
続くステップＳＴ２では、熱流体解析の条件を入力する（解析条件の入力）。例えば自動車Ｖの走行状態を模擬する場合、前方からエンジンルームｖ１に流入する走行風を考慮し、境界条件として、計算空間ｍ１への空気取り入れ口に所定の風速分布（車速毎に予め設定）を与える一方、空気の排出部には圧力一定条件（大気圧）を与える。なお、エンジンルームｖ１を取り囲む車体部品のモデルには、所定の熱境界条件（温度ないし熱流束）を設定する。
【００３９】
また、空気取り入れ口に配設されたラジエータ、コンデンサなどの熱交換器については、その部位に応じた温度分布、熱流束分布を設定する。これは別途、熱交換回路の冷却水、冷媒の流れを簡略化した１次元モデルを用いて、各熱交換回路に含まれる構成要素からの受熱量を計算し、実験等によって調べた各熱交換器の放熱特性に基づいて、予め時系列のデータとして記憶しておけばよい。
【００４０】
さらに、エンジンｖ２、排気管ｖ３等の表面温度についても、予め実験等によって調べた温度分布、熱流束分布の時系列のデータをモデルｍ２，ｍ３の表面に与える。なお、特に温度の変化が大きい排気マニホルドについては、別途、内部のガス流を模擬する３次元モデルを用いて、排気ガスから排気マニホルドへの熱流束の変化を計算し、時系列のデータとして記憶しておいてもよい。
【００４１】
そのように設定した条件、即ちラジエータなどを通過してエンジンルームｖ１に流入する走行風と熱源であるエンジンｖ２や排気管ｖ３などの表面温度の条件の下で、ステップＳＴ３では、３次元のナビエストークス方程式を解析的に解く数値計算（ＣＦＤ演算）を行う。これは解析演算部１２にて行われる処理であり、一例として乱流モデルにはＳＳＴ k-ωを用い、壁面条件には低レイノルズ数域包括型壁面関数を用いればよい。
【００４２】
そうして計算される空気の流れ場と、シード体Ｓの熱伝導率、熱伝達率および熱輻射率とに基づいて、ステップＳＴ４では、計算空間ｍ１に配置されているシード体Ｓそれぞれへの熱移動量を計算し、シード体Ｓの温度を算出する。なお、シード体Ｓの温度の初期値は、前記ステップＳＴ２で入力する解析条件に含まれており、熱輻射の計算には、例えばビューファクタ法を用いればよい。
【００４３】
そして、そのように算出したシード体Ｓそれぞれの温度から、解析モデルＭの計算空間ｍ１、即ちエンジンルームｖ１内の温度分布を求める。この際、隣り合うシード体Ｓの間については補間計算を行えばよい。こうして求めたエンジンルームｖ１内の温度分布を、ステップＳＴ５においてメモリ部１３に記憶させるとともに、一例を図６、７に示すような画面をモニター１７に表示させる。
【００４４】
このような画面のモニター１７への出力は表示処理部１４において行われる処理であり、排気管ｖ３を通る垂直断面を表す図６からは、エンジンｖ２（図ではモデルｍ２）の後方における上下のほぼ中央位置、即ち排気管ｖ３（図ではモデルｍ３）の近傍、即ち図中、細かいハッチングを入れて示す領域において、特に温度が高くなることが分かる。なお、図においてはハッチングが中くらいの領域、ハッチングが粗い領域の順に、温度が低くなっている。
【００４５】
このような温度分布になる理由は、図６に矢印Ｗとして示すように、自動車Ｖの走行中にエンジンルームｖ１（図では計算空間ｍ１）の前方の空気取り入れ口から流入した走行風が、エンジンｖ２（図ではモデルｍ２）の上方および側方を通過して床下へ流出することによると考えられる。このような走行風の流れによって、排気管ｖ３（図ではモデルｍ３）の近傍において加熱された空気は連続的に下方に押し流され、エンジンルームｖ１外に排出されるようになる。
【００４６】
図７には、別の例としてキーオフ後のデッドソーク期間における温度分布の一例を示す。一般的な自動車のエンジンルームｖ１においては、停車後にイグニションキーをオフした後に、所定時間が経過するまでの期間において温度が最も高くなることが知られており、この期間における部品の温度を予測するために、前記した走行中の場合と同様の解析演算を行ったものである。
【００４７】
具体的には、前記フローのステップＳＴ２において設定する熱流体解析の初期条件として、前記した走行中の熱流体解析の演算結果（温度分布など）を入力する一方、計算空間ｍ１へ流入する走行風の流速は零とした。また、エンジンｖ２は停止しているので、排気管ｖ３などの表面温度は放熱によって徐々に低下するものとし、それ以外の条件は前記走行中の場合と同様とした。
【００４８】
図７に表れているように、キーオフ後の温度分布では、走行中と同様にエンジンｖ２（図ではモデルｍ２）の後方、排気管ｖ３（図ではモデルｍ３）の近傍において温度が高くなっているが、それだけではなく、排気管ｖ３の上方からエンジンｖ２の後側に沿って、その上方のボンネットフードとの間の温度も高くなることが分かる（図中、細かいハッチングで示す）。これは、排気管ｖ３によって加熱された空気が自然対流（図中、矢印Ｗとして示す）により上昇して、エンジンルームｖ１（図では計算空間ｍ１）の上部に滞留することによると考えられる。
【００４９】
以上、説明した本実施形態に係る部品温度の予測方法によると、自動車Ｖのエンジンルームｖ１を模擬する計算空間ｍ１にエンジンｖ２等（熱源）のモデルｍ２〜ｍ５を配置し、その周囲に適宜、分散させて多数のシード体Ｓを配置した解析モデルＭにおいて、熱移動を模擬する熱流体解析の演算を行うことにより、シード体Ｓの温度を算出することができる。これにより、エンジンルームｖ１内の温度分布を予測することができる。
【００５０】
つまり、例えばホースやワイヤハーネス、クランプなどのように、あまり耐熱性の高くない小物部品について、その形状や大きさが決まっていなくても、これらの部品をエンジンルームｖ１内に配置した場合の温度を予測することができる。このようにして予測した小物部品の温度を実測値と比較して、予測の誤差を調べた実験結果の一例を図８に示す。小物部品としては、前記したように温度が高くなる排気管ｖ３の上方からエンジンｖ２の後側およびその上方に亘って配設されるものを選んだ。
【００５１】
具体的にはエンジンｖ２の運転制御のためのワイヤハーネスのうち、エンジンｖ２の上部に配設されるものと、エンジンｖ２の後方の右側寄り、左側寄りおよびその中間にそれぞれ配設されるもの（図にはＷ／Ｈ１〜４として示す）と、ブレーキの油圧配管を覆うブレーキチューブと、インバータへの電力の授受を行う高圧ワイヤハーネス（図には高圧Ｗ／Ｈと示す）と、実験のために設けたダミークランプ１〜６とについて、それぞれ予測の誤差を調べた。
【００５２】
なお、ダミークランプ１〜６というのは、樹脂製の小物部品であるクランプの温度上昇を見積もるために、実際にクランプが配設される可能性があり、かつ温度が高くなると考えられるエンジンｖ２の上部後側の６箇所に、それぞれクランプを配設したものである。本実施形態の解析モデルＭにおいては、上述したように算出したエンジンルームｖ１内の温度分布からダミークランプ１〜６の温度を予測する。一方、実験の場合は前記の６箇所にそれぞれクランプを配設して、その温度を測定した。
【００５３】
図８（ａ）に示すように、走行中の場合はダミークランプ１〜３の温度が最も高くなり、それらに比較してＷ／Ｈ２〜４の温度は低めになるという温度分布の傾向が一致している。また、高圧Ｗ／Ｈを除いて、本実施形態の手法により予測される温度が実測値よりも高くなっているが、温度差は最大で約７℃、平均では４℃未満になっており、予測温度と実測値とは概ねよく一致している。
【００５４】
また、図８（ｂ）に示すようにキーオフ時についても、ダミークランプ２の温度が最も高く、それに比べてＷ／Ｈ２〜４の温度が低くなる一方、Ｗ／Ｈ１の温度は高くなるという傾向が一致している。この場合、部品温度の予測誤差は最大で約１１℃、平均では約７℃とやや大きくなるが、それでも自動車の設計、開発に適用する上で十分な精度が得られることが分かった。
【００５５】
すなわち、そのようにして予測された温度が例えば前記図６、７のようにエンジンルームｖ１内のいずれかの断面における温度分布としてモニター７の画面に表示されるので、これを見たユーザは、ホースやワイヤハーネス、クランプなどを配置した場合の温度を直感的に把握することができる。そして、いずれかの部品が熱害を受けると予測される場合、その配置を変更することで、あまりコストをかけずに部品の温度を低下させることができる。
【００５６】
また、そうしてエンジンルームｖ１内の２次元的な温度分布を表示するのではなく、３次元的な温度分布を表示するようにしてもよい。すなわち、図示はしないが、前記のように算出したエンジンルームｖ１内の温度分布から、例えば温度の等しい面（等温面）の座標を算出し、これをＣＡＤ形式にして出力すれば、ユーザは、３次元ＣＡＤの画面上で温度分布を見ながら、部品の配置を変更することができる。
【００５７】
−他の実施形態−
上述した実施の形態はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定するものではない。例えば実施形態における解析モデルＭは、一例として自動車Ｖのエンジンルームｖ１内を模擬するものであり、熱源としてはエンジンｖ２や排気管ｖ３が挙げられるが、これに限らず解析モデルは、例えば電力機器のケース内やプラントの設備内など種々の空間を模擬するものであってもよい。
【００５８】
また、前記実施形態の解析モデルＭにおいては、自動車Ｖの前後、左右および上下方向にシード体Ｓを格子状に並べて配置しているが、この並べ方に何ら限定されることなく、シード体Ｓは例えば熱源を中心とする放射状の格子点に並べてもよい。また、前記実施形態のように、熱害の発生が多いと予想される場所で、シード体Ｓ同士の間隔を狭めに設定するのではなく、経験的に部品の配置されることが多いと思われる場所で、シード体Ｓ同士の間隔を狭めに設定してもよい。
【００５９】
また、ゴム製や樹脂製のシード体Ｓを想定してその物性（比熱、熱伝導率、熱伝達率および熱輻射率）を設定する必要もなく、温度を予測したい部品を想定して、シード体Ｓの物性を設定すればよい。シード体Ｓの大きさや間隔についても前記実施形態の記載は単なる例示であり、解析の条件にもよるが、シード体Ｓの大きさは例えばφ５〜１５ｍｍ程度にすればよく、これに応じてシード体Ｓ同士の間隔は例えば５０〜２００ｍｍくらいとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によると、例えばエンジンルーム内を模擬する解析モデルにおいて、エンジン等の周囲に配設される部品の形状や大きさなどが決まっていなくても、その温度を予測することが可能になり、熱害を低コストで効果的に予防できるものであるから、例えば自動車の設計、開発において極めて有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１        コンピュータ装置（部品温度の予測装置）
Ｖ        自動車
ｖ１    エンジンルーム内（所定の空間）
ｖ２    エンジン
ｖ３    排気管
ｖ４    インバータ
ｖ５    変速機
Ｍ        解析モデル
ｍ１    計算空間
ｍ２    エンジンのモデル（熱源のモデル）
ｍ３    排気管のモデル（熱源のモデル）
ｍ４    インバータのモデル（熱源のモデル）
ｍ５    変速機のモデル
Ｓ        シード体（仮想の伝熱媒体）
【図１】
2016146031.tif 000003
【図２】
2016146031.tif 000004
【図３】
2016146031.tif 000005
【図４】
2016146031.tif 000006
【図５】
2016146031.tif 000007
【図６】
2016146031.tif 000008
【図７】
2016146031.tif 000009
【図８】
2016146031.tif 000010