流体解析を開始するには、ツールボックスと解析システムから[流体]をプロジェクトのスケマティック ゾーンにドラッグします。次に、airFEMメッシュ、batteryFEMメッシュ、dpmFEMメッシュの流体の流れをマウスの左ボタンで押したまま、流体の流れの設定に移動します。Fluid Flowを右クリックし、設定して[更新]を選択し、[設定]ウィンドウに入ります。
FEMモデルの有効性を確認し、メッシュに負のボリュームがあるかどうかを確認します。次に、粘性モデルと輻射モデルの設定インターフェースに入り、それぞれK-εモデルと離散縦座標モデルを選択します。番号が付けられたバッテリー領域の流体タイプを固体タイプに変更します。
次に、[ソリッド]ウィンドウで、各バッテリー ドメインをダブルクリックして、DPM マテリアルをバッテリー マテリアルに変更します。続いて、ソース用語項目を選択し、強調表示されたソース用語をチェックして、エネルギー源の数と数を割り当て、定数タイプを選択してソース値を入力してエネルギー源を追加します。番号付きDPMドメインの流体タイプをソリッドタイプに変更します。
次に、空気領域の内側サーフェス、バッテリー領域のすべての側面、DPM 領域など、名前を変更したすべてのサーフェスのタイプをデフォルトの壁からインターフェースに変換します。メッシュ インターフェイスを生成するには、[Mesh Interfaces] をクリックし、[Create and Edit Mesh Interfaces] ウィンドウに入ります。キャビティ表面を、バッテリー領域の上側とDPM領域の下側を除くすべての側面に一致させます。
それぞれ interface1 から interface11 までの名前と番号を付けます。次に、バッテリ ドメインの上側と DPM ドメインの下側を一致させます。それぞれ interface12 から interface22 までの名前と番号を付けます。
外側境界サーフェスを壁の熱境界として割り当てるには、混合熱条件で熱伝達係数を 5 に設定します。次に、材料をデフォルトのアルミニウムから、以前に独自に定義したバッテリーボックスの材料に変更します。[速度入口] ウィンドウで、すべての入口の気流速度を毎秒 5 メートルに設定します。
次に、[圧力出口]ウィンドウで出口のゲージ圧をゼロに設定します。次に、計算領域の状態を初期温度300ケルビンとし、解の初期化タイプを最適標準初期化に設定します。反復回数を 2000 に設定し、[計算]をクリックしてシミュレーションを開始します。
CFD Postウィンドウに入るには、Fluid Flowをダブルクリックし、Resultsをダブルクリックします。次に、ツールボックスから輪郭のアイコンをダブルクリックします。ロケーションセレクターで、バッテリーのすべての側面を選択し、圧力から温度に切り替えます。
次に、[適用]をクリックして、バッテリーの温度コンターを生成します。「ファイル」をクリックし、「エクスポート」をクリックします。選択した変数の温度を選択するには、場所のドロップダウンボタンをクリックしてバッテリードメインを選択します。
[OK]をクリックしてから[保存]ボタンをクリックして終了します。異なる吸気流速度でのバッテリーパックの温度変化は、吸気流速の増加とともにバッテリーパックの最高温度が低下することを示しました。異なる環境での電池パックの温度分布と第2電池の温度分布を比較したところ、DPMの熱伝導率が低いため、粉塵の多い条件下で電池の温度が上昇することが示されました。
