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静解析モジュール (F-MAG-ST) 適用例
磁場/磁界 有限要素法 周波数応答

高周波誘導加熱解析

交流により発生する動磁場に金属が存在すると、金属の表面には渦電流が生じます。

ここでは、図1のようにコイルを金属部材に配置し、コイルに交流を印加します。
交流電流が作る磁場/磁界の変化から金属部材の表皮部分には渦電流が流れ、金属部材の抵抗により発熱します。
その発熱量を PHOTO-EDDYjωで高周波誘導加熱解析により求めました。

また引き続き、その発熱量からPHOTO-THERMO で熱伝導解析を行い、温度の時間変化を求めました。

金属部材の外観図は図1の通りです。
高周波誘導加熱解析 外観図

図1 金属部材外観図
解析モデルは図2の通りです。

ここでは独自な外場併用法を利用し、コイルモデルと部材と空気のモデルを別々に作成し連成解析を行いました。

部材と空気のモデルは、生じる磁場の対称性を考慮し、1/2モデルと しました。

また、真鍮と銅は非磁性体なので、比透磁率はどちらも[1.0]に設定しま した。
高周波誘導加熱解析モデル

図2 解析モデル
解析結果は図3~図5の通りです。 高周波誘導加熱解析

図3 磁束密度分布コンター図
高周波誘導加熱解析 渦電流密度分布

図4 渦電流密度分布コンター
高周波誘導加熱解析 渦電流密度分布

図5 発熱密度分布コンター図
温度分布変化コンター図は図6~8の通りです。 高周波誘導加熱解析

図6 コイルに電流印加後5秒後
高周波誘導加熱解析

図7 コイルに電流印加後10秒後
高周波誘導加熱解析

図8 コイルに電流印加後30秒後