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時間依存計算で、計算ステップ間の結果引き継ぎの設定方法

時間依存の計算で、ステップ1の各時刻の計算結果を、ステップ2で参照する方法について

解決方法

ジュール発熱+熱膨張の事例で説明いたします。

1.設定方法

この事例のステップ1は電流と伝熱を計算し、ステップ2は熱膨張を計算するとします。どちらのステップでも0秒から1秒まで、0.1秒間隔で計算するように、「range(0,0.1,1)」で時間を設定します。

ステップ2を計算する際に、ステップ1で計算された全ての時間ステップの温度分布結果を利用する設定は、下記画像にありますように、「スタディ>ステップ2:時間依存2」「従属変数値>計算対象外変数の値」から設定します。ポイントとしては、「時刻(s)」「全て」に設定することです。

ここの「計算対象外変数の値」とは、ステップ2の熱膨張の構造計算に対して、ステップ1で計算された温度変数は計算対象外になることを意味します。

2.計算結果

計算後に、上記画像にあるように二つステップの結果データセットが生成されます。ここの「スタディ2/解2(sol2)」はステップ2の結果、「スタディ2/解保存1(sol3)」はステップ1の計算結果になります。

二つのデータセットを利用して作成した温度分布プロットは以下の画像になります。左の列はステップ2のデータセットを利用して、右の列はステップ1のデータセットを利用しています。上の行は時刻0.2秒の時の結果、下の行は時刻0.8秒の結果になります。

モデルにある点37のところの、ステップ1とステップ2で計算された温度の時間変化グラフは以下のとおりです。

上記3D及び1D結果プロットから、ステップ2で表示された各時刻の温度は、ステップ1で計算された温度分布と一致していることが確認でき、ステップ2にてステップ1の各時間ステップの結果を引き継いでいることが分かります。

3.ステップ1とステップ2の時間ステップ設定が異なる場合

ステップ1のジュール発熱は、0.1秒時間ステップで設定しましたが、ステップ2の熱膨張は0.12秒の時間ステップで、「range(0,0.12,1)」「スタディ>ステップ2:時間依存2」の時間を設定する場合、COMSOLは結果を引き継ぐ際に、自動的に補間して計算することになります。この時の点37の温度の時間変化グラフは以下になります。このグラフから、ステップ2の時間ステップは変化したが、全体的にステップ1の温度変化に従っていることが分かります。

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