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Thermal Desktop
CAD Based Thermal Model Builder

付帯設備への輻射を含む SOFC スタック解析の定常計算を 20 秒で実現

Thermal Desktop は 3D CAD 技術を利用して, 流路網, 及び熱回路を構築するモデリングツールです. 解析領域全体に 3 次元要素(e.g. Tetra, Hexa)を敷き詰めるのではなく, 作成したサーフェス上に熱容量を持つ NODE を配置/連結して簡潔な熱回路(熱伝導, 熱伝達, 及び熱輻射)を作成します. 流路網は, 流体体積を持つ TANK を配置/連結して作成します. 以下に Thermal Desktop の主な特徴を列挙します.

これらの特徴を兼ね備えた Thermal Desktop を使用して、パーツ間の熱輻射と, 燃料からの熱伝達を考慮した SOFC スタックの解析例を以下に掲載します。

参考モデルと作成例

下図に SOFC スタックの参考モデル(左)と, Thermal Desktop での作成例(右)を記します.


*1. EG&G Technical Services, Inc: Fuel Cell Handbook(Seventh Edition) より引用.


モデルの概要

部材の名前, 燃料の流動方向, 及び, 熱源の位置を下図に記します.


下図は, 隣り合う 2 つの燃料タンクの熱伝導と, 燃料タンクから筐体への熱伝達の作成例です.


レイトレーシングによる形態係数の算出

3 次元サーフェスを使用したレイトレーシング(要 RadCAD モジュール)を用いて下図のように形態係数を算出します. SINDA/FLUINT ソルバーは, この形態係数を SOFC 筐体と改質機, また, それらのパーツと壁の間の輻射伝熱の計算に使用します.


計算例

上記のジオメトリを使用した計算の結果例を以下に列挙します.

計算に要した時間: 20.03 sec
Operating System: WindowsXP
CPU: Pentium4 3.40 GH
Memory: 2.00 GB RAM

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