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IHクッキングヒーターでは、磁力発生コイルに交流電流を流すことで、コイル周りに周期的に変化する磁力線が発生します。これにより、鉄鍋の内部に渦電流が発生し、ジュール熱によって加熱されます。
このことから、IHクッキングヒーターで所望の加熱性能を実現するためには、コイルの設計が重要と考えられます。
今回は、FLOEFDの電磁界オプションを用いて、コイル通電時のフライパンの温度分布を計算していきます。
CASE
IHクッキングヒーターの熱・電磁界連成解析
条件設定
■ 解析モデル
図１に解析モデルの概要を示します。
図１：モデルの概要
■ 解析条件の設定
表１に解析条件を示します。
表１：解析条件
解析結果
図2～７に種々の解析結果を示します。
図２：熱解析用メッシュ 24074セル
図３：電磁界解析用 848820要素
図４：磁束密度
図５：鍋の発熱量
図６：鍋の温度分布
図７：抵抗損失
まとめ
今回の解析事例では、IHクッキングヒーターの熱・電磁界連成解析を取り上げました。解析結果から、交流電流通電時の磁束密度、発熱量、温度分布、抵抗損失を把握することできました。
▼▼本解析事例で用いた、Simcenter FLOEFDのデモンストレーション動画や体験セミナーがございます▼▼
以上のように、FLOEFDの電磁界オプションを利用することで、交流電流通電時のジュール発熱を高精度で計算することが可能です。
備考
| 解析タイプ | 定常熱伝導、ふく射、電磁界 |
|---|---|
| 電磁界解析タイプ | 時間調和 |
| 電磁界-周波数 | 25kHz |
| 境界条件（壁面熱伝達係数） | 10 W/(m2・K) |
| 使用ソフト | Simcenter FLOEFD |
|---|---|
| オプション | Structuralモジュール、または、EVモジュール |
| 計算時間 | 31 min |
| 使用CPU | Intel(R) Xeon(R) Platinum 8260 CPU @ 2.40GHz |
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