【流体】＜解析事例１＞自動車ヘッドライトの集光・水膜解析

2021年08月19日

今回の流体コラムではSimcenter FLOEFDを使用した自動車ヘッドライト集光解析の事例を紹介します。

解析概要

太陽光の影響で発生するホットスポットを熱解析により探索する例を示します。
FLOEFDではLEDオプションを使用することによりレンズ・ガラス・樹脂のふく射計算で吸収・屈折を考慮することが可能です。日射は強度(W/ $m^{2}$ )と方向(三次元ベクトル)で表現可能です。

図表1 解析モデル

検討パターン

日射条件：1000 W/ $m^{2}$
日射方向：以下の10パターン

図表2 日射方向のパターン

解析実行概要

図表3 解析実行概要

計算結果サマリー

図表4 モデル全体平均温度

図表5 モデル全体最大温度

角度45°において温度上昇が大きいことが分かりました。

図表6 各ケース表面温度コンター図

解析結果の例

解析結果の一例として角度45°のケースを紹介します。

図表7 表面温度コンター

ポイント１

図表8 ポイント１解析結果図１

図表9 ポイント１解析結果図２

レンズの屈折により局所的に温度が上昇しています。

ポイント２

図表10 ポイント２解析結果図

日射とレンズ・リフレクタ―の反射で温度が上昇しています。

まとめ

FLOEFDによる設計検討解析の例として日射角度を変化させたときの計算結果、特定角度での温度上昇状況の把握例を示しました。計算結果から、太陽光の影響によるホットスポットの発生箇所が確認できました。
次回の流体コラムでは同モデルを使用したヘッドライトの水膜/凝固・融解の解析例をご紹介いたします。

[From K.Okano]


解析及びメッシュ設定	40 min
ふく射モデル	Monte Carlo, 2000万rays
メッシュ生成	3 min
メッシュ数	500,000 cells
解析時間	4.5時間/1ケース
使用CPU	Intel Core i7-4750HQ CPU @ 2.00GHz8 cores

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