課題4:熱伝導シミュレーション

→ 詳細マニュアルはこちら

本実験では土蔵が火に包まれたときのシミュレーションを行い,内部の温度変化を調べる.熱伝導シミュレーションは,PCの発熱問題や新素材の開発などの分野において重要となる.そのようなシミュレーションでは偏微分方程式を求解する必要がある.本実験では偏微分方程式を差分近似で解く方法とMatlabの関数を用いて解く方法を行い,温度変化のシミュレーションを行う.

火に包まれた土蔵の熱伝導シミュレーション

実験課題(概略)

実験課題4-1:差分近似による偏微分方程式の求解

土蔵が火に包まれたときの内部の温度変化のシミュレーションを行い,内部の温度の変化を調べよ.火に包まれてから1時間後の土塀内部の温度分布を計算せよ.また,時間ごとの土塀内部の温度変化を調べよ.

実験課題4-2:MATLABの関数を用いた偏微分方程式の求解

前章と同様に土蔵が火に包まれたときの内部の温度変化のシミュレーションを行い,内部の温度の変化を調べる.本実験ではモデリングと初期値境界値条件は前章と同様のものを用い,偏微分方程式の求解にはMATLABの関数を用いる.

実験課題4-3:応用課題

前章までは土蔵に対する内部の温度変化を調べた.本章ではそれらの実験を応用して,熱伝導率や比熱,密度が異なる物質の温度変化を調べよ.また時間刻み幅や空間刻み幅を変化させ,それによる温度変化を調べよ.