伝熱解析はずみ車の凝固解析 (液体→固体への相転移)

  • 液体と固体間で潜熱を考慮した相転移現象をシミュレーションしたい。
  • 砂型を含めた凝固過程について温度状態や経時変化を事前に把握したい。

はずみ車の鋳造工程をシミュレーションした伝熱解析です。アニメーションは、温度コンターを表示しています。2色で色分けしていますが、色の境界には凝固点を指定しています。つまり、赤色の領域は液体、青色の領域は固体を表しています。材料特性として温度依存性のエンタルピーを入力することにより、液体から固体、または固体から液体といった、相転移問題を計算することが可能です。この際、時間効果を考慮した非定常計算を実施することにより、潜熱を考慮します。今回の解析は、砂型に満たされている液体のアルミニウムが凝固していく様子をシミュレーションしています。

解析モデル


図.はずみ車の概観(1/2モデル)

図.アルミニウムのエンタルピー
相転移を考慮する為、アルミニウムに、温度依存性のエンタルピーを定義しております。



図.砂型とはずみ車のメッシュ及び境界条件

解析結果


図.はずみ車における温度の経時変化

アニメーション:はずみ車の凝固過程
(赤:液体、青:固体)
相転移を考慮する為、アルミニウムに、
温度依存性のエンタルピーを定義しております。

※画像をクリックしますとアニメーションが見えます


【効果】温度ムラが生じている領域をシミュレーションで可視化できるため、境界条件を事前に検討することで凝固工程を制御することが可能になります。

解析種類


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