【流体】粒子法あれこれ vol.8｜浸水

2019年11月08日

今回のテーマは、「浸水」です。
PCにうっかりジュースこぼしたり、携帯電話やスマートフォンを水にぽちゃりした経験はないでしょうか。
今回は、そんな水がばしゃばしゃするテーマです。

◆浸水
多くの電子機器・電装部品は、故障しないように、熱対策や防水対策が行われています。
熱対策は、CAE、特にメッシュを用いた流体ソフトを用いて多く行われています。

一方、粒子法を用いた防水対策も近年盛んになってきています。
多くの電子機器・電装部品は、防水対策が行われており、ちょっと水をかけただけではそれほどに壊れないものも多いです。防水対策は、防水試験を行って、水の浸入経路・侵入量を調べます。
ただし、複雑な電子機器や電装部品では、防水試験では侵入経路が見えない場合があります。
その場合シミュレーションを用いた手法が有効となります。

以下の例は、パソコンへオレンジジュースをこぼしたときのシミュレーション事例です。

★パソコンへの被水

◆冠水
電装部品への侵入の例として車体走行における水・泥進入もあります。
特に大雨時には冠水が起こり、車体の電装部品に雨水や泥水が浸入します。
電装部品に液体がかかると電装部品の故障の原因になります。
そのため、電装部品のどこにどれくらいかかるかを知ることが重要です。

以下は、車が管水路を走行するときの液はねの例です。

★車体の冠水路走行による液はね

◆IP規格
もちろん製品の規格以上に液体が電子機器にかかると壊れます。
IEC（国際電気標準会議）によって防水規格が以下のように定められています。

▶IPX1,IPX2：滴水
▶IPX3,IPX4：散水
▶IPX5,IPX6：放水
▶IPX7,IPX8：水没

IPX1～6は水を噴射させる防水試験を行いますが、シミュレーションでも同様の設定を行うことができます。

★空圧ノズル

★ジェット噴射

IPX7～8では、対象部品を水没させて試験を行いますが、シミュレーションでも細かいところへ表面張力によって侵入していく様子を解析することができます。

◆浸水解析で重要なポイント
浸水解析では、液体の表面張力・液体と部品との濡れ性（接触角）が重要です。表面張力と接触角は、vol.4で特集しましたので、こちらもご覧ください。

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