導体のマイクロ波加熱解析事例

金属稜線のバリに対する高周波電磁界解析

金属などの導体にマイクロ波を照射した場合、電界分布、発熱密度分布がどのようになるか、周波数応答解析を行ないました。

解析テーマ ： 導体のマイクロ波加熱評価解析(周波数応答解析)

金属稜線のバリに対する高周波電磁界解析

解析概要 ： マイクロ波加熱でマイクロ波の照射対象を一般的な誘電体ではなく金属などの導体とした場合、電界分布、発熱密度分布が

どのような結果になるか、評価解析してみました。

誘電体にマイクロ波を照射した場合の発熱原理はこちらでご覧ください。

金属などの導体にマイクロ波を照射した場合、金属は電界中で電流が流れ発熱しますが、 電流は高周波電流ですので、表皮効果により、電流は表皮層のみ流れ、マイクロ波もそこで反射されてしまいます。
したがって、被加熱体を導体とする場合には、その表皮層も正確にモデル化を行わないと解析できません。

今回は金属の部分を「S45C」と想定して表皮層を含む解析モデルを作成し、高周波電磁界解析を行ないました。

解析ツール ：高周波電磁界解析ソフトウェア F-WAVE

導体(磁性体)のマイクロ波加熱解析用モデル：CASE-１

解析モデル

解析結果／電界強度分布 (単位：V/m)

筐体内部全体 (1/2モデル)

S45C全体 (1/2モデル)

S45C全体 (1/2モデルの背面側)

S45C表皮層部分 (1/2モデル)

S45C表皮層部分 (1/2モデル)

解析結果／発熱密度分布 (単位：W/m³)

筐体内部全体 (1/2モデル)

S45C全体 (1/2モデル)

S45C全体 (1/2モデルの背面側)

S45C表皮層部分 (1/2モデル)

筐体内部全体 (1/2モデル)

導体(磁性体)のマイクロ波加熱解析：ケース２

解析モデル

※「S45C」の上側に電界を集中させるために凸部を作成

解析結果／電界強度分布 (単位：V/m)

S45C表皮層部分 (1/2モデル)

S45C表皮層部分 (1/2モデル)

S45C表皮層部分 (1/2モデル)

解析結果／発熱密度分布 (単位：W/m³)

S45C表皮層部分 (1/2モデル)

S45C表皮層部分 (1/2モデル)

S45C表皮層部分 (1/2モデル)

この評価解析は高周波電磁界解析ソフトウェア F-WAVE で行いました。

F-WAVE につきましてこちらへ

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