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HOMEセミナー/イベント/技術者塾 > 上流熱設計のための過渡熱応答シミュレーション

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車載機器のノイズ対策/EMC設計マスターシリーズ

上流熱設計のための過渡熱応答シミュレーション

~Excelを使ってカーエレ・パワエレに必要な動的熱設計をマスターしよう~

日程:2018年2月26日 会場:エッサム神田ホール1号館

主催:日経エレクトロニクス

これまでの熱設計は、最大の発熱の下でも最高温度を超えないように冷却機構を設計する「静的な熱設計」が主体でした。

しかし、この手法では冷却機構が大掛かりになったり、コストが高くなったりします。このため、スマートフォンやパソコンに見られるように、温度に応じて発熱を制御する「動的な熱設計」が行われるようになりました。

 カーエレクトロニクスやパワーエレクトロニクスなどでは、常に消費電力や冷却条件が変動し、その中で最適な設計を行うことが求められています。しかし、温度監視を伴う過渡的な熱流体解析は大規模になり、設計パラメーターの決定に時間がかかります。そこで、Excelを用いた1DCAEにより、設計初期段階で手早く最適値を把握する方法が広く普及してきました。不適切な初期設計からスタートして延々と改良を繰り返す熱対策型設計では立ち行かなくなりつつあります。

 本講座では、まず伝熱のメカニズムと基礎式からはじめ、基礎式を組み合わせて行う熱設計の「ファーストオーダーアナリシス(図面の無い設計初期段階において、簡易的な物理モデルによって性能のコンセプトを立案する解析)」について解説します。熱回路網法と呼ばれる伝熱の論理回路を用いて放熱経路のパラメーターを決め、実現可能な冷却系(熱抵抗)を設計します。

 熱に関して経験のない方に向けて、伝熱のメカニズムや基礎方程式から、Excelによる演算技法、連立計算プログラムなどについても解説します。また、過渡熱応答問題やセンサーを用いた温度制御などの実務例題についても演習を行います。

 Excelプログラムを配布しますので、実務への適用やプログラムを改良してカスタマイズすることも可能です。これから熱を専門的に学びたい方向けの講座です。

※なお本講座ではノートPCが当日必要となります。当日は演習を織り込みながらセミナーを進めます。演習用ファイルを保存したノートPCをご持参ください。

演習中にネットワークへの接続はありません。Excelは、操作説明の都合上、VBAが動作する2007以降を推奨します。演習ファイルは、本セミナー開催日の2週間前を目処に 受講者の皆様にメールにて送付する予定です。

受講効果

  • 伝熱のメカニズムや基礎方程式から、Excelによる演算技法、連立計算プログラムなどについて理解します。
  • Excelプログラムを配布しますので、そのまま実務に応用できます。またプログラムをカスタマイズすることで、受講者が取り扱う製品に向けた専用システム化が可能です。
  • 上流熱設計の考え方を理解します。

講師紹介

国峯 尚樹 氏 (くにみね なおき)

サーマルデザインラボ
代表取締役

国峯 尚樹 氏

1977年、早稲田大学 理工学部機械工学科卒業、沖電気工業入社。冷却方式開発や熱設計に従事。電子機器用熱解析ソフトXCOOL(後にStar-Cool)の開発、CAD/CAM/CAEおよび統合PDMの構築などを担務。2007年に退職、サーマル デザインラボ設立。電機メーカーを中心に、製品の熱設計やプロセス改革コンサルティング・研修を手がける。
現在、東北大学ISTU(Internet School of Tohoku University) 非常勤講師、熱設計・対策技術シンポジウム企画副委員長。
主な著書に、「電子機器の熱流体解析入門(編著)」、「熱設計完全入門」、「トラブルをさけるための電子機器の熱対策設計(共著)」、「熱対策計算とシミュレーション技術」、「プリント基板技術読本(共著)」など。

概要

日時: 2018年2月26日(月)10:00~17:00(開場09:30予定)
会場: エッサム神田ホール1号館 301(東京・神田)
主催: 日経エレクトロニクス

受講料(税込み)

  • 一般価格:49,800円
  • 会員・読者価格:43,200円
  • ※お得な複数名同時申込もできます。詳細は青いお申し込みボタンをクリック
■会員・読者価格
「会員・読者価格」は、日経テクノロジーオンライン有料会員(年払いのみ)、または、日経エレクトロニクス、日経ものづくり、日経Automotive定期購読者の方(日経テクノロジーオンライン有料会員とのセット購読の方を含む)が対象です。
■複数名同時申込価格
開催日の3日前(土日・祝日がある場合はその前日)に受付を終了させていただきます。
  • ※受講料には、昼食は含まれておりません。
  • ※満席になり次第、申込受付を締め切らせていただきますので、お早めにお申し込みください。

プログラム詳細

10:00 - 17:00

1. カーエレ機器の特徴

2. 熱移動のメカニズムについて理解しておこう

①なぜ熱計算は手計算が難しいか?
②熱移動を支配する様々な現象
(熱伝導・対流・熱放射・物質移動による熱輸送)
③オームの法則を用いて基礎式を一本化する
④Excelを使って非線形方程式を解く
【演習】自然対流と放射による平板の温度計算
【演習】放射伝熱を遮蔽板で遮ったときの効果
【演習】換気による放熱の効果

3. 実務問題を解くのに便利な熱回路網法

① 4つの式ですべての熱移動が表現できる
② 連立方程式を解くプログラム(VBA)
③ 過渡熱応答問題
【演習】平板の温度分布を求める
【演習】センサーによる平板の温度制御

4. 車載機器の熱回路モデル

① 自然空冷密閉機器の熱回路モデル
② プリント基板の放熱経路をモデル化する
③ 半導体部品の詳細モデルと2節点モデル
【演習】基板などの異方性等価熱伝導率計算
【演習】8節点の筐体モデル
【演習】サーマルビアの本数を決める

5. 過渡熱応答問題

① 熱容量の計算と時間制御
② 時間依存、温度依存の発熱量・熱物性の扱い方
③ 走行風冷却による温度変化
【演習】温度センサーモデル
【演習】タイムチャートや温度で発熱量を与える
【演習】缶を加熱して目標温度まで上昇させる

6. 熱冷却デバイス

① 熱電素子(TEC、TEG)シミュレーション
② 液冷管の温度予測と対策
【演習】熱電素子のモデル化と性能把握
【演習】水冷管の厚みと材質による冷却能力の変化

7. Excelを使った自分専用CAEの構築

①入力パネルを使ったパラメトリックモデル
【事例】基板を実装したECU計算モデル例

  • ※途中、昼休憩と午後の小休憩が入ります。
  • ※講演時刻等、随時更新いたします。また、プログラムは変更になる場合があります。あらかじめご了承願います。
■受講料のお支払い
≪1名でお申し込みの場合≫
お支払い方法が「請求書」の方には、後日、受講券・請求書を郵送いたします。
ご入金は銀行振込でお願いいたします。なお、振込手数料はお客様のご負担となりますので、あらかじめご了承ください。
クレジットカード支払いの方は、受講証はMyPageから印刷してご持参ください。
≪複数名同時申込の場合≫
お支払い方法が「請求書」の場合、お申込筆頭の方に、後日、筆頭の方の受講券と全員分の合算請求書を郵送いたします。
ご入金は銀行振込でお願いいたします。なお、振込手数料はお客様のご負担となりますので、あらかじめご了承ください。
クレジットカード支払いの場合、お申込筆頭の方はMyPageから受講証を印刷してご持参ください。
※支払方法にかかわらず、申込完了後にお申込筆頭者の方宛に、「登録完了メール」をお送りしますので、2人目以降の方はそちらを印刷してご持参ください。
 筆頭の方は、2人目以降の方に、「登録完了メール」の転送をお願いいたします。
■お申し込み後のキャンセルおよび欠席など
お申し込み後のキャンセル、ご送金後の返金はお受けいたしかねます。代理の方が出席くださいますようお願いいたします。
会場までの交通費や宿泊費は、受講される方のご負担となります。講師等の急病、天災その他の不可抗力、その他やむを得ない事情により、中止する場合があります。この場合、受講料は返金いたします。
■最少開催人員
15名。参加申込人数が最少開催人員に達しない場合は、開催を中止させていただくことがあります。

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