Poynting for Microwave 解析事例
電磁界・熱伝導連携解析による電子レンジの伝熱解析

Poyntingの熱解析連携機能を使用して、電子レンジによる食品などの加熱対象物への伝熱現象を解析します。電磁界解析で算出した電界強度分布を熱源情報として熱解析で使用して温度分布を求めます。また、ここではマイクロ波の攪拌装置を想定して、時間的に熱源分布が変化する条件を考慮します。

解析モデル

モデル概観

解析条件

• 電磁界解析
  格子数：843万格子 ステップ数：10000ステップ
  解析時間：9.4[ns] 出力：～200[W](※)
• 熱伝導解析
  格子数：843万格子 ステップ数：21882ステップ
  解析時間：60[sec]
• 食品の材質条件
  誘電率：75.6+j7.9@2.45GHz 比熱：4217[J/K・kg]
  熱伝導率：0.582[W/m・K] 比重：1000[Kg/m3]

※導波管開口部でのポインティングベクトルより算出

電磁界・熱伝導連携解析の手順

① マイクロ波攪拌装置の回転角ごとに電磁界解析を計算（下図青色部分）
② 得られた電界強度分布を時間変化する熱源分布として熱伝導解析に入力
③ 熱伝導解析を計算し、温度分布の時系列情報を求める（下図橙色部分）

解析結果

電界分布（2.45GHz）

温度分布（食品表面：アニメーション）

温度分布（食品断面：アニメーション）

まとめ

Poyntingの熱解析連携機能を使用して、電子レンジの伝熱解析が可能です。また、マイクロ波の攪拌装置などを想定して、時間的に熱源分布が変化する条件を考慮することもできます。