観察できるヒートシンクと熱のシミュレーション
熱が固体の中を伝わり、動く空気へ対流で運ばれ、放射されていく様子を見ましょう。VisariaのAeroとThermalソルバーは、熱伝達を3Dの気流と連成させ、材料、ファン、ジオメトリを変えると更新されます。
ヒートシンクにフィンがあるのはなぜ？
ヒートシンクは、熱い部品から周囲の空気へ熱を逃がします。より多くの熱が運び去られるほど部品は冷えますが、それは空気に触れる表面積と、その上を空気が流れる速さによって決まります。フィンは、ヒートシンクをあまり大きくせずに表面積を増やします。フィンを密に詰めすぎると空気が遅くなりすぎて、利点が小さくなることもあります。「表面積」や「境界層」といった言葉でも説明できますが、実際に見るほうが説得力があります。
このヒートシンクシミュレーションは、そのためのものです。ヒートシンクを読み込み、下に熱源を置いて、金属と空気の中に温度分布ができあがる様子を見ましょう。間隔、材料、気流を変えて、何が変わるか確かめてください。
AeroとThermalソルバーでできること
熱伝導、対流、放射と連成した流体力学を解くので、同じシミュレーションの中で、熱が固体を通り、空気に伝わり、表面間を移動します。次のような影響を確かめられます。
- 異なる材料（金属はプラスチックより熱をよく伝えるため）、
- ヒートシンクとファン、そして気流が温度に与える影響、
- ラジエーターなどの加熱された表面、
- 浮力（暖かい空気が上昇して自然対流を起こす）、
- 熱の放散、つまり熱がどこへ、どれだけ速く逃げるか。
試してみよう
- 同じ熱源のもとで、平らなブロックとフィン付きヒートシンクを比べる。
- ファンのように、気流を穏やかな流れから強い流れに変えて、温度を比べる。
- 材料を良導体から不良導体に替えて、熱の広がり方を見る。
- 自然対流を観察する：ファンなしで、加熱したブロックから暖かい空気が上昇します。
- ご自身のヒートシンク、CPUクーラー、小型の筐体のSTLモデルを読み込み、同じ問いを投げかける。
どの実験の背後にも、概念を説明してシナリオに直接リンクするラーニングハブのガイドがあります。
理解には最適、承認には不向き
Visariaは粗いボクセル格子と、リアルタイム向けに調整されたソルバーを使うため、温度は参考値です。冷却のアイデアがどう振る舞うかを見たり、ある設計を別の設計と比べたりするには良い方法です。ヒートシンクの寸法決定、製品の認証、部品が限界内に収まるかどうかの判断には使わないでください。温度が重要なときは、検証済みのツールを使うか、実物を測定してください。
AeroとThermalソルバーは7日間無料トライアルとProバンドルに含まれ、単体でも購入できます。料金をご覧ください。
動作に必要なもの
VisariaはWindowsで動作し、専用グラフィックスカードが必要です。最低でNVIDIA GeForce GTX 1050またはAMD Radeon RX 560、推奨はRTX 2060またはRX 5600 XT以上で、第8世代Intel Core i5（または同等品）と8 GBのメモリが目安です。MacとLinux版は近日公開予定です。お使いのコンピューターで問題なく動くか確かめるには、無料トライアルがいちばん手軽です。
Visariaの熱シミュレーションについてのよくある質問
CPUクーラーの気流をシミュレーションできますか？
ヒートシンクやクーラーのSTLモデルを読み込むか、メッシュビルダーで作り、熱源と気流を加えて、熱と空気の振る舞いを見られます。結果は参考値なので、アイデアの比較や物理の理解に使い、部品の正確な温度の予測には使わないでください。
自然対流をモデル化できますか？
はい。浮力はAeroとThermalソルバーの一部なので、ファンがなくても暖かい空気が上昇し、自然対流が起きます。
熱伝導と対流に加えて、放射にも対応していますか？
はい。このソルバーは、熱伝導、対流、放射を気流とともにひとつのシミュレーションで扱います。
CADモデルを読み込めますか？
はい、STLファイルとして読み込めます。ほとんどのCADプログラムが出力できます。Visariaが自動的にジオメトリをボクセル化します。
ヒートシンクの設計に使えるほど正確ですか？
いいえ。学習と素早い探索のために作られています。結果は参考値で、検証済みの工学値ではありません。
さらに探索する
熱が流れるのを見よう
7日間無料トライアルは支払いカード不要で、Aero、Gas、Thermal、Waterの各ソルバーが含まれます。