ヘッドライトの水膜の発生と凝固・融解の解析

Simcenter FLOEFDのLEDオプションを使用して自動車ヘッドライトの水膜(くもり)の発生と凝固・融解を解析した事例を示します。LEDオプションでは、水膜の発生と蒸発、水膜の凝固・融解、樹脂の吸水、重力による水膜の移動を解析することが可能です。

解析条件

本解析例では、下図に示すヘッドライトのモデルを使用し、６０分の物理時間で水膜の発生と凝固・融解の解析を行います。

以下のように環境が変化します。
• 車の外気温が低く、湿度が高い環境におかれている➡凝固が開始
• １２分時点でLEDをスイッチオン
• ２０分時点でエンジンとライトがスイッチオン➡融解が開始

■　熱源(H7 bulb)
　・発熱量：55 W
　・放射スペクトル：黒体for T=2900 C
　・バルブ内ガス充填：Krypton,P＝202650 Pa

■　熱源(LED marker lamps)
　・電流：0.7A

■　環境条件・初期条件

■　材料特性

■　解析実行概要

解析結果

■　水膜厚さと水膜温度の時間変化

■　相対湿度と流体温度

▲　相対湿度

▲　流体温度

■　水膜移動速度

■　水膜温度の時間変化

■　水膜厚さの時間変化

■　凝縮水膜フェーズの時間変化(0:液体、1:固体)

まとめ

Simcenter FLOEFDのLEDオプションを活用した解析事例として水膜(くもり)の発生と凝固・融解の解析例を紹介いたしました。解析結果としてヘッドライトの表面における水膜発生～凝固・融解の分布の時刻歴結果を確認できました。

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体験セミナー・動画視聴

備考

ふく射モデル	Monte Carlo, 2000万rays
水膜の移動	考慮(重力：9.81m/s2)
メッシュ数	200,000 cells
物理時間	60 min

使用ソフト	Simcenter FLOEFD
オプション	LEDモジュール
解析およびメッシュの設定所要時間	40 min
計算時間	1 day
CPU	Intel Xeon 3.3 GHz 8 cores