3Dの例:マルチフィジックスによる伝導加熱

前書き

このパラグラフは、“マルチフィジックスによる3D伝導加熱の技術文書”で詳細に取り上げているケースの要約です。

このスタディ対象ケースに関連するファイルには、supervisorのOpen exampleコンテキストでアクセスできます。

調査対象デバイス

この解析対象デバイスはマイクロガスセンサー(加熱回路)です。

下の図に示すスタディ対象デバイスは、以下の要素で構成されています:

  • プラチナ製の加熱素子(電極):
    • 厚み:10µm
  • 酸化シリコンの基板
    • シリコンの厚み:200µm
    • 酸化シリコンの厚み:0.06µm

動作原理

加熱素子(電極)に電圧源(1V)から電源を供給します。

プレートでの温度分布を調べます。

電気的問題

ここでの電気的問題について簡単に説明します。

  • 形状:スタディドメインには電極のみがあります(シリコン基板、酸化シリコン薄膜層、空気は、モデル化しない絶縁領域です)。

  • メッシュ:ベースフェイスのマップドメッシュと厚み方向の押し出しメッシュ。

  • 物理特性:

熱的問題

ここでの熱的問題について簡単に説明します。

  • 形状:スタディドメインには、電極、シリコン基板、および酸化シリコン層があります(周囲の空気は対象外です)。
  • メッシュ:ベースフェイスの自動メッシュと厚み方向の押し出しメッシュ。

  • 物理特性:

    説明のこの段階では、熱的問題に使用する熱源がありません。

供給源

熱の供給源は、電極を流れる電流です。

スタディ対象ケース

次の3つのスタディを扱います:

  • スタディ1: Electric ConductionアプリケーションとSteady State Thermalアプリケーション間の1回のシーケンス
  • スタディ2: Electric ConductionアプリケーションとSteady State Thermalアプリケーション間のマルチフィジックス連成
  • スタディ3: Electric ConductionアプリケーションとTransient Thermalアプリケーション間のマルチフィジックス連成

スタディ1

物理現象は互いに依存しないと見なされます。熱の変化に伴うプラチナの電気抵抗率の変化は考慮されません。

スタディ2

物理現象は互いに依存すると見なされます。熱の変化に伴うプラチナの電気抵抗率の変化が考慮されます。

スタディ3

物理現象は互いに依存すると見なされます。熱の変化に伴うプラチナの電気抵抗率の変化が考慮されます。熱アプリケーションは過渡です。