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。