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電気伝導性シミュレーション

VGSTUDIO MAX

VGSTUDIO MAXの移動現象シミュレーション用モジュールを使用して、様々な材料のCTスキャンで電気伝導性を直接シミュレートします。

電気伝導率のシミュレーション

電気伝導性は、電荷の移動を可能にする材料の能力を測定します。 

VGSTUDIO MAXの移動現象シミュレーション用モジュール: 

  • 入口と出口がそれぞれ異なる一定温度の熱源に接続されているという境界条件を使用して、各材料の熱伝導率が異なる2成分材料の定常温度と熱流束の場をシミュレートします。
  • ボクセルデータを直接処理し、VGSTUDIO MAXのサブボクセルの正確な局所適応面での測定データを利用します。
  • 電荷移動の仮想実験を行うための「実験モード」 と、電気伝導性テンソルを計算するための「テンソルモード」があります。

電気伝導性モジュールは、2成分材料の定常電圧および電流密度フィールドの次の微分方程式に基づいています。


Ωはシミュレーションドメイン全領域であり、Ωₐ はコンポーネント領域(a = 1、2)の定義域です。Ω1 とΩ2はオーバーラップせず、それらの和集合はΩに等しいと想定されます。 Uは電位(ボルト単位)、Jは電流密度、σₐはコンポーネントaの導電率、Δはラプラス演算子、gradは勾配演算子をそれぞれ示します。

実験モード

実験モードでは、ソフトウェアは構造物のCTデータに対して仮想実験を実行します。実験モードで構造を介した、互いに平行な入口面から出口面への電荷の移動をシミュレートします。流入口および流出口平面に垂直に、密閉または埋め込み境界条件を定義できます。流れの駆動量として電圧差を指定しなければなりません。

電流密度 (2Dビュー)
電流密度 (3Dビュー)
定常電位 (2Dビュー)
定常電位 (3Dビュー)
ストリームライン 

テンソルモード

テンソルモードでは、ソフトウェアは固有の有効なテンソル値の電気伝導性を計算します。統合メッシュで構造全体または構造の増分のいずれかで、電気伝導性テンソルを計算します。

テンソルモード
統合メッシュセルごとの有効電気伝導性テンソル 
平均実効電気伝導率(2Dビュー)
空隙率 (2Dビュー)

テンソルの固有値と固有ベクトルに加えて、シミュレーション座標系に関する有効電気伝導性テンソルのコンポーネントが表ビューで得られます。

メリット