SOLIDWORKS에서는 열 해석을 2가지의 방법으로 진행 가능합니다. 

1. SOLIDWORKS Flow Simulation을 사용하여 열유동 해석

2. SOLIDWORKS Professional Simulation 이상의 제품을 사용하여 구조 열 해석

구조 열 해석은 온도를 미지수로 정하여 해를 구하는 방식입니다. 일반 구조 해석에서는 변위를 미지소로 정하고 수치해석을 진행하는 것과 동일합니다. 추가 내용은 아래 링크를 통해서 확인하시기 바랍니다.

구조 vs 열 

기본적으로 구조 열해석에 적용할 수 있는 열 전달 조건은 아래와 같이 3가지가 있습니다.

- Conduction (전도) 

- Convection (대류)

- Radiation (복사)

본 기술문서에서는 Conduction (전도)에 대해서 말씀 드리겠습니다.

전도는 물체에 열 에너지의 흐름이라고 보면 되는데 이것은 물질의 이동이 아닌

물체의 분자나 원자 간의 열 에너지를 서로 전달되는 형식/메커니즘이라고 보시면 됩니다.

전도는 바로 물체 또는 주어진 부품내 또는 부품 간에 열이 얼마나 전달이 되며 잘 흐르냐의 측정이라고 보시면 됩니다.

그래서 일반적으로 금속은 열이 잘 흐르기 때문에 열전달률/열전도율이 높은 편입니다.

열전도율은 K로 표시하며 재질이 열을 전도하는 능력을 표현해줍니다.

그렇기 때문에 재질에 따라서 열전도율의 값이 정해져 있으며 이것이 각 재질의 속성입니다.

일반적으로 우리가 알고 있는 것 처럼 열은 높은 온도에서 낮은 온도로 흐릅니다.

전도에 의한 열전달은 푸리에의 법칙을 따르며, 이 법칙에 따라서 열전도 Q는 아래 항목과 바로 관계가 있습니다.

■ 열전달 계수 K와의 비례

■ 열전달 면적 A의 비례 

■ 온도 구배(dT/dx)의 비례 

다른 표현으로 열전도 Q는 시간 단위당 흐르는 열 에너지기 때문에 단위가 watt (W) 입니다.

SOLIDWORKS Simulation에서는 열전달 해석과 관련된 재질 속성은 아래 그림과 같이 입력할 수 있습니다.

 

Reference:

▶ SOLIDWORKS Help Documentation