方法2:流入圧力と流出圧力を使用したPCB冷却チャンネル
Launch HyperWorks
- Launch Altair HyperWorks.
- In the New Session window, select HyperMesh from the list of tools.
- For Profile, select OptiStruct.
-
Click Create Session.
This loads the user profile, including the appropriate template, menus, and functionalities of HyperMesh relevant for generating models for OptiStruct.図 1. Create New Session
Import the Model
- On the menu bar, select .
- Navigate to and select PCB.hm.
- Click Import.
モデルのセットアップ
Material 1の定義
注: 読み込み後モデルがmodeling window内に表示されない場合、F を押してウィンドウに合わせます。
- Model Browserで右クリックして を選択します。
- Curve editorウィンドウが表示されます。Newをクリックし、Name=にmaterial1と入力してproceedをクリックします。
- Card Imageに、ドロップダウンメニューからMAT1を選択します。
-
以下の材料特性を入力してください:
- Eに210000と入力します。
- NU(ポワソン比)に0.3と入力します。
- RHOに7.85e-09と入力します。
-
MAT4のチェックボックスを選択、以下のプロパティを入力します:
- K(熱伝導率)には 44.0と入力します。
- CPに、460000000と入力します。
- RHOに7.8e-09と入力します。
- Closeをクリックします。
図 2. 材料1の作成
Material 2の定義
- Model Browserで右クリックして を選択します。
- Curve editorウィンドウが表示されます。Newをクリックし、Name=にmaterial2と入力してproceedをクリックします。
- Card Imageに、ドロップダウンメニューからMAT1を選択します。
-
以下の材料特性を入力してください:
- Eに210000と入力します。
- NU(ポワソン比)に0.3と入力します。
- RHOに7.85e-09と入力します。
-
MAT4のチェックボックスを選択、以下のプロパティを入力します:
- K(熱伝導率)には 44.0と入力します。
- CPに、460000000と入力します。
- RHOに7.8e-09と入力します。
-
DARCYのチェックボックスを選択、以下の流体材料プロパティを入力します:
- KAPPAに、0.1と入力します。
- MUに1e-09と入力します。
- Kに0.598と入力します。
- CPに、4183000000と入力します。
- RHOに1e-09と入力します。
- Closeをクリックします。
図 3. 材料2の作成
Property 1の定義
- Model Browserで、Propertiesをダブルクリックし、Propertyブラウザを開きます。
- ブラウザから、property1を選択します。
- Card Imageに、ドロップダウンメニューからPSHELLを選択します。
- 材料に、 を選択してアドバンスト選択を開きます。
- ダイアログで、リストからmaterial2を選択します。
- OKをクリックします。
- T (thickness)に0.5と入力します。
-
Closeをクリックします。
図 4. Property 1の定義
Property 2の定義
- Propertyブラウザから、property2を選択します。
- Card Imageに、ドロップダウンメニューからPSHELLを選択します。
- 材料に、 を選択してアドバンスト選択を開きます。
- ダイアログで、リストからmaterial1を選択します。
- OKをクリックします。
- T (thickness)に0.5と入力します。
-
Closeをクリックします。
図 5. Property 2の定義
コンポーネントへのプロパティの割り当て
- Model Browserで、Componentsをダブルクリックし、Componentブラウザを開きます。
- ブラウザから、auto3を選択します。
- Propertyに、 を選択してアドバンスト選択を開きます。
-
リストからproperty1を選択し、OKをクリックします。
Materialにmaterial2が自動的に選択されます。material2が選択されていない場合は、アドバンスト選択を使って選択することができます。
図 6. プロパティの割り当て
荷重と境界条件の適用
熱流束の適用
- menu bar からAnalyzeリボンを選択します。
-
リボンで、
Heat Fluxを選択します。
図 7. 熱流束の選択
-
ELSETIDの場合は、
をクリックしてSURFセットを作成します。
図 8. 熱流束荷重の作成
- property2の要素を選択します。
- Q0欄で10.0を入力します。
- OKとCloseをクリックします。
Inlet節点セットの作成
- Model Browserで右クリックして を選択します。
- nameにinletと入力します。
- Card Imageに、ドロップダウンメニューからSET_GRIDを選択します。
-
Entitiesに、図 9に示すように、節点131 から151を選択します。
図 9. Inlet節点
図 10. Inlet節点セットの作成
Outlet節点セットの作成
- Model Browserで右クリックして を選択します。
- nameにoutletと入力します。
- Card Imageに、ドロップダウンメニューからSET_GRIDを選択します。
-
Entitiesに、図 11に示すように、節点191 から211を選択します。
図 11. Outlet節点
図 12. Outlet節点セットの作成
温度境界条件の割り当て
- menu bar からAnalyzeリボンを選択します。
-
リボンでTemp Loadsツールを選択します。
図 13. 温度荷重ツールの選択
- ダイアログから、by setを選択します。 をクリックし、
- inlet (節点 131から151) を選択します。
- load typesにSPCを選択します。
- valueに0.0と入力します。
- CreateとCloseをクリックします。
流入圧力と流出圧力の作成
- Model Browserで右クリックして を選択します。
- TypeにドロップダウンメニューからSPCPを選択します。
- GSETIDに、 を選択してアドバンスト選択を開きます。
- ダイアログで、inletを選択します。
-
Dに、0.1001と入力します。
図 14. 流入圧力の作成
-
流出圧力用に2つ目の荷重を作成します。
サブケースの作成
- Model Browserで右クリックして を選択します。
- nameにCPU loadingと入力します。
- Analysis Typeに、ドロップダウンメニューからHeat Transfer (Steady State)を選択します。
-
以下の選択については、
でアドバンスト選択を開きます。
- SPCにauto1を指定してください。
- LOADにauto1を指定してください。
- SPCPにauto1を指定してください。
図 16. 荷重ステップの作成
Set Up the Optimization
トポロジー設計空間の作成
- menu barからOptimizeリボンを選択します。
-
リボンで、Topologyを選択します。
図 17. トポロジーの選択
- Nameにdesignvarと入力します。
- Property Typeに、ドロップダウンメニューからPSHELLを選択します。
- プロパティリストから、 を選択してアドバンスト選択を開きます。
- ダイアログで、property1を選択します。
-
Parametersの下のFor Mindimに、5.0を入力します。
図 18. 寸法設計変数の作成
応答の作成
- menu barからOptimizeリボンを選択します。
-
リボンで、Responsesを選択します。
図 19. 応答の選択
- Nameに、VOLFRACと入力します。
-
Response Typeに、ドロップダウンメニューからvolumefracを選択します。
図 20. 最適化の応答の作成 - Closeをクリックします。
-
2つ目の応答を作成します。
- Nameに、tcompと入力します。
- Response Typeに、ドロップダウンメニューからthermal complianceを選択します。
- Closeをクリックします。
目的関数の作成
- menu barからOptimizeリボンを選択します。
-
リボンで、Objectivesを選択します。
図 21. 目的関数の選択
- Objective TypeにMinimizeを選択します。
- Response Idで、 を選択してアドバンスト選択を開きます。
- ダイアログで、tcompを選択します。
-
Loadstep Idで、アドバンスト選択を開き、CPU
loadingを選択します。
図 22. 目的関数の作成
制約の作成
- menu barからOptimizeリボンを選択します。
-
リボンで、Constraintsを選択します。
図 23. 制約の選択
- Nameにvolconstと入力します。
- Responseに、 を選択してアドバンスト選択を開きます。
- ダイアログで、VOLFRACを選択します。
- Lower OptionsにドロップダウンメニューからLower Boundを選択します。
-
Lower Boundテキストボックスに0.8と入力します。
図 24. 最適化の制約の作成
- Closeをクリックします。
Submit the Job
Run OptiStruct.
-
From the Analyze ribbon, click Run OptiStruct
Solver.
図 25. Select Run OptiStruct Solver
A browser window opens. - Select the directory where you want to write the OptiStruct model file.
-
For File name, enter PCB.
The .fem filename extension is the recommended extension for Bulk Data Format input decks.
- Click Save.
- Click Export.
- For run options, toggle .
-
Click Run.
If the job is successful, you should see new results files in the directory in which PCB.fem was run. The PCB.out file is a good place to look for error messages that could help debug the input deck if any errors are present.
結果の表示
- HyperViewで結果を開きます。
-
HyperView、Contour
を選択します。
- 最初のドロップダウンメニューで、Results TypeにElement Densities (v)を選択します。
-
Applyをクリックします。
図 26. 要素密度と節点温度のコンタープロット