JP2001108642A - Thermal analyzer for electronic apparatus - Google Patents
Thermal analyzer for electronic apparatusInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器用熱解析
装置に係り、特に、電子機器の熱設計を支援するための
コンピュータにより熱・流体解析シミュレーションを行
う電子機器用熱解析装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal analysis apparatus for electronic equipment, and more particularly, to a thermal analysis apparatus for electronic equipment which performs a heat / fluid analysis simulation by a computer for supporting thermal design of electronic equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、コンピュータを利用した設計検証
や解析計算、所謂CAE(COMPUTER AIDE
D ENGINEERING)は各方面で利用されるよ
うになってきた。特に構造強度の解析においては進展が
著しく、すでに一般に広く普及している。一方で、半導
体素子の集積化技術の発達により、電子機器内部回路の
高密度化が急激に進んでいる。また、情報処理機能のコ
アとなるMPU(MICRO PROCESSING
UNIT)においては、その動作周波数が加速度的に増
加しており、それにつれてチップあたりの消費電力も数
ワットから数十ワットへと急増している。さらに電子機
器そのものも小型化しており、単位体積当たりの消費電
力は増大の一途を辿っている。2. Description of the Related Art In recent years, design verification and analysis calculation using a computer, so-called CAE (COMPUTER AIDE)
D ENGINEERING) has been used in various fields. In particular, progress has been remarkable in the analysis of structural strength, and it has already been widely spread. On the other hand, with the development of the integration technology of semiconductor elements, the density of electronic device internal circuits is rapidly increasing. MPU (MICRO PROCESSING) which is the core of the information processing function
(UNIT), its operating frequency is increasing at an accelerating rate, and the power consumption per chip is also rapidly increasing from several watts to several tens of watts. In addition, electronic devices themselves have been downsized, and power consumption per unit volume has been steadily increasing.
【0003】このような背景から、電子機器の熱対策設
計が重要視されるようになり、電子機器の熱対策設計に
おいてもコンピュータを利用した解析、シミュレーショ
ンが普及しつつある。電子機器の冷却方式は空冷がほと
んどである。このため、熱解析を行うためには流体解析
(空気の流動をシミュレーションすること)が不可欠と
なる。一般には、差分法、有限要素法、有限体積法など
の手法を用い「ナビエ・ストークスの方程式(流体の運
動方程式)」をエネルギー式と組合せて解く方法が用い
られる。しかし、これらの手法は、高速かつ安定的に解
を求めることが難しく、特殊な専門知識を持った技術者
以外は取り扱うことが困難であるため、従来から、熱解
析装置として、極めて安定的かつ高速に熱・流体の問題
を解くことが可能で専門的知識も不要であるノード法を
用いた熱解析CAEシステムが提案されていた(特開平
4−30270号公報、特開平4−7675号公報
等)。[0003] Against this background, thermal design of electronic equipment has become increasingly important, and analysis and simulation using a computer have also become widespread in thermal design of electronic equipment. Most cooling methods for electronic devices are air-cooled. For this reason, fluid analysis (simulating air flow) is indispensable for performing thermal analysis. Generally, a method is used in which “Navier-Stokes equation (fluid equation of motion)” is combined with an energy equation using a method such as a difference method, a finite element method, and a finite volume method. However, these methods are difficult to find a solution quickly and stably, and difficult to handle except for engineers with special expertise. A thermal analysis CAE system using a node method that can solve a heat / fluid problem at high speed and does not require specialized knowledge has been proposed (JP-A-4-30270, JP-A-4-7675). etc).
【0004】図2には、従来の熱解析装置として、ノー
ド法を用いた熱解析CAEシステムの構成が示されてい
る。この熱解析CAEシステムは、表示装置1、入力装
置2、入力処理部3、データ記憶部4、ネットワークデ
ータ生成処理部5、演算処理部6、ライブラリデータ記
憶部7から構成されている。FIG. 2 shows a configuration of a thermal analysis CAE system using a nodal method as a conventional thermal analysis apparatus. This thermal analysis CAE system includes a display device 1, an input device 2, an input processing unit 3, a data storage unit 4, a network data generation processing unit 5, an arithmetic processing unit 6, and a library data storage unit 7.
【0005】入力装置2は入出力処理部3に接続され、
データや処理コマンドの入力に用いられる。入出力処理
部3は、3次元形状データ処理部31、結果表示処理部
32から構成されている。また、表示装置1は装置の状
態や処理結果を表示するためのものであり、入出力処理
部3に接続されている。The input device 2 is connected to an input / output processing unit 3,
Used for inputting data and processing commands. The input / output processing unit 3 includes a three-dimensional shape data processing unit 31 and a result display processing unit 32. The display device 1 is for displaying the status of the device and the processing result, and is connected to the input / output processing unit 3.
【0006】入出力処理部3とネットワークデータ生成
処理部5及び演算処理部6とは、データ記憶部4を介し
て接続されている。データ記憶部4は、形状データ4
1、ノード座標データ42、ネットワークデータ43、
圧力風量データ44、温度データ45を記憶するための
記憶領域を含んでいる。これらのデータは、入出力処理
部3、ネットワークデータ生成処理部5及び演算処理部
6において利用することができ、データ記憶部4に記憶
された各種データのやり取りを行うことができる。[0006] The input / output processing unit 3, the network data generation processing unit 5 and the arithmetic processing unit 6 are connected via a data storage unit 4. The data storage unit 4 stores the shape data 4
1, node coordinate data 42, network data 43,
A storage area for storing the pressure air volume data 44 and the temperature data 45 is included. These data can be used in the input / output processing unit 3, the network data generation processing unit 5, and the arithmetic processing unit 6, and various types of data stored in the data storage unit 4 can be exchanged.
【0007】入出力処理部3の3次元形状データ処理部
31は、データ記憶部4に、処理結果が形状データ41
として記憶されるように接続されている。データ記憶部
4は、記憶された形状データ41が入出力処理部3の結
果表示処理部32に入力されるように接続されている。
同様に、データ記憶部4は、ノード座標データ42、ネ
ットワークデータ43、圧力風量データ44、温度デー
タ45の各種データが入出力処理部3の結果表示処理部
32に入力されるように接続されている。The three-dimensional shape data processing section 31 of the input / output processing section 3 stores the processing result in the shape data 41 in the data storage section 4.
Connected to be stored as The data storage unit 4 is connected so that the stored shape data 41 is input to the result display processing unit 32 of the input / output processing unit 3.
Similarly, the data storage unit 4 is connected so that various data such as node coordinate data 42, network data 43, pressure air volume data 44, and temperature data 45 are input to the result display processing unit 32 of the input / output processing unit 3. I have.
【0008】データ記憶部4は、ネットワークデータ生
成処理部5のエリア分割処理部51に形状データ41が
伝達されるように、エリア分割処理部51に接続されて
いる。エリア分割処理部51は、データ記憶部4に、処
理結果がノード座標データ42として記憶されるように
接続されている。また、データ記憶部4は、ノード座標
データ42がネットワークデータ生成処理部5の通風回
路生成部52及び熱回路生成部53に伝達されるよう
に、通風回路生成部52及び熱回路生成部53に接続さ
れている。また、通風回路生成部52及び熱回路生成部
53は、データ記憶部4に、処理結果がネットワークデ
ータ43として記憶されるように接続されている。ま
た、データ記憶部4は、記憶されたネットワークデータ
43が演算処理部6に伝達されるように、演算処理部6
に接続されている。また、演算処理部6は、データ記憶
部4に、処理結果が圧力風量データ44及び温度データ
45として記憶されるように接続されている。The data storage unit 4 is connected to the area division processing unit 51 so that the shape data 41 is transmitted to the area division processing unit 51 of the network data generation processing unit 5. The area division processing unit 51 is connected to the data storage unit 4 so that the processing result is stored as the node coordinate data 42. Further, the data storage unit 4 stores the node coordinate data 42 in the ventilation circuit generation unit 52 and the heat circuit generation unit 53 so that the node coordinate data 42 is transmitted to the ventilation circuit generation unit 52 and the heat circuit generation unit 53 of the network data generation processing unit 5. It is connected. The ventilation circuit generator 52 and the thermal circuit generator 53 are connected to the data storage unit 4 so that the processing results are stored as network data 43. Further, the data storage unit 4 stores the network data 43 so that the stored network data 43 is transmitted to the arithmetic processing unit 6.
It is connected to the. The arithmetic processing unit 6 is connected to the data storage unit 4 so that the processing result is stored as the pressure air volume data 44 and the temperature data 45.
【0009】ネットワークデータ生成処理部5は、エリ
ア分割処理部51、通風回路生成部52、熱回路生成部
53を含んで構成されており、エリア分割処理部51、
通風回路生成部52、熱回路生成部53は順に接続され
ている。なお、ネットワークデータ生成処理部5の熱回
路生成部53は、演算処理部6に処理結果が入力される
ように、演算処理部6に接続されている。また、演算処
理部6は、通風回路演算処理部61、熱回路演算処理部
62を含んで構成されており、通風回路演算処理部6
1、熱回路演算処理部62は順に接続されている。The network data generation processing section 5 includes an area division processing section 51, a ventilation circuit generation section 52, and a thermal circuit generation section 53.
The ventilation circuit generator 52 and the heat circuit generator 53 are connected in order. The thermal circuit generator 53 of the network data generator 5 is connected to the processor 6 so that the processing result is input to the processor 6. The arithmetic processing unit 6 includes a ventilation circuit arithmetic processing unit 61 and a heat circuit arithmetic processing unit 62.
1. The thermal circuit operation processing unit 62 is connected in order.
【0010】ライブラリデータ記憶部7は、圧力損失係
数データ71、ファン特性データ72、温度材料物性デ
ータ73、熱伝達係数データ74を記憶するための記憶
領域を含んでいる。このライブラリデータ記憶部7は、
圧力損失係数データ71、ファン特性データ72、温度
材料物性データ73がネットワークデータ生成処理部5
の通風回路生成部52に伝達されるように、通風回路生
成部52に接続されている。また、ライブラリデータ記
憶部7は、温度材料物性データ73がネットワークデー
タ生成処理部5の熱回路生成部53に伝達されるよう
に、熱回路生成部53にも接続され、また、熱伝達係数
データ74が演算処理部6に伝達されるように、演算処
理部6に接続されている。The library data storage unit 7 includes a storage area for storing pressure loss coefficient data 71, fan characteristic data 72, temperature material property data 73, and heat transfer coefficient data 74. This library data storage unit 7
The pressure loss coefficient data 71, the fan characteristic data 72, and the temperature material property data 73 are stored in the network data generation processing unit 5.
Is connected to the ventilation circuit generator 52 so as to be transmitted to the ventilation circuit generator 52. The library data storage unit 7 is also connected to the thermal circuit generation unit 53 so that the temperature and material property data 73 is transmitted to the thermal circuit generation unit 53 of the network data generation processing unit 5. 74 is connected to the arithmetic processing unit 6 so as to be transmitted to the arithmetic processing unit 6.
【0011】次に従来の熱解析CAEシステムの作用を
説明する。Next, the operation of the conventional thermal analysis CAE system will be described.
【0012】まず入力装置2により、所望のデータや処
理コマンドが入力されると、入出力処理部3の3次元形
状データ処理部31において、解析対象である電子機器
の形状が直線や円、円弧などの図形形状データとして取
り込まれる。さらに、そのデータはデータ記憶部4にお
いて、形状データ41として記憶される。First, when desired data and processing commands are input by the input device 2, the three-dimensional shape data processing unit 31 of the input / output processing unit 3 converts the shape of the electronic device to be analyzed into a straight line, a circle, or an arc. Etc. are taken in as figure shape data. Further, the data is stored as shape data 41 in the data storage unit 4.
【0013】形状データ41は入出力処理部3の結果表
示処理部32に伝達される一方で、ネットワークデータ
生成処理部5のエリア分割処理部51に伝達される。エ
リア分割処理部51で、解析対象の電子機器全体が小エ
リアに分割されると共に、小エリアの重心点座標が算出
されノードが生成される。さらに、生成されたノードの
座標はノード座標データ42としてデータ記憶部4に記
憶される。次に通風回路生成部52では、ノード座標デ
ータ42及び圧力損失係数データ71、ファン特性デー
タ72、温度材料物性データ73に基づいて流体部分各
部の流体抵抗が算出され、各小エリアをこれらの流体抵
抗で結合した通風回路が生成される。また、同様に熱回
路生成部53では、ノード座標データ42及び温度材料
物性データ73から個体部分各部の熱伝導抵抗と固体と
流体間の各熱伝達抵抗とが算出され、各小エリアをこれ
らの熱伝導抵抗及び熱伝達抵抗で結合した熱回路が生成
される。ここで、生成された通風回路及び熱回路はネッ
トワークデータ43としてデータ記憶部4に記憶され
る。While the shape data 41 is transmitted to the result display processing unit 32 of the input / output processing unit 3, it is transmitted to the area division processing unit 51 of the network data generation processing unit 5. In the area division processing unit 51, the whole electronic device to be analyzed is divided into small areas, and the coordinates of the center of gravity of the small area are calculated to generate nodes. Further, the generated node coordinates are stored in the data storage unit 4 as node coordinate data 42. Next, in the ventilation circuit generation unit 52, the fluid resistance of each part of the fluid part is calculated based on the node coordinate data 42, the pressure loss coefficient data 71, the fan characteristic data 72, and the temperature material property data 73. A ventilation circuit connected by resistors is generated. Similarly, the thermal circuit generation unit 53 calculates the heat conduction resistance of each part of the solid portion and the heat transfer resistance between the solid and the fluid from the node coordinate data 42 and the temperature material property data 73, and assigns each small area to these. A thermal circuit is created that is coupled by heat conduction and heat transfer resistance. Here, the generated ventilation circuit and heat circuit are stored in the data storage unit 4 as network data 43.
【0014】次に演算処理部6の作動を、図6を参照し
て説明する。図6は演算処理部6の処理ルーチンを示し
たものである。Next, the operation of the arithmetic processing unit 6 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a processing routine of the arithmetic processing unit 6.
【0015】演算処理部6の処理は、通風回路演算処理
部61の処理と、熱回路演算処理部62の処理が時系列
的に実行されるものであり、詳細には、通風回路演算処
理部61の処理はステップ202乃至212の処理が実
行される。また、次に熱回路演算処理部62の処理では
ステップ214乃至224の処理が実行される。The processing of the arithmetic processing section 6 is such that the processing of the ventilation circuit arithmetic processing section 61 and the processing of the thermal circuit arithmetic processing section 62 are executed in chronological order. In the process of 61, the processes of steps 202 to 212 are executed. Next, in the processing of the thermal circuit arithmetic processing unit 62, the processing of steps 214 to 224 is executed.
【0016】まず、通風回路演算処理部61ではノード
圧力を仮定し(ステップ202)、予め定めた圧損式を
用いて流量を求め(ステップ204)、予め定めた圧力
補正式を読み取りかつ、その圧力補正式を用いて、補正
圧力を求め(ステップ206)、その後にノードの圧力
を修正する(ステップ208)。そして、残留誤差が許
容値未満になるまで(ステップ212)、上記ステップ
204以降の処理を繰り返す。このとき、残留誤差が許
容値以上では、圧力更新圧損係数を補正する(ステップ
210)。First, the ventilation circuit arithmetic processing unit 61 assumes a node pressure (step 202), obtains a flow rate using a predetermined pressure loss equation (step 204), reads a predetermined pressure correction equation, and reads the pressure correction equation. A correction pressure is obtained using the correction formula (step 206), and then the pressure of the node is corrected (step 208). Then, until the residual error becomes smaller than the allowable value (step 212), the processing from step 204 onward is repeated. At this time, if the residual error is equal to or larger than the allowable value, the pressure update pressure loss coefficient is corrected (step 210).
【0017】次に、熱回路演算処理部62では流体ノー
ド間の流量に応じて熱伝導率・移流項を計算し(ステッ
プ214)、予め定めた熱伝導式を用いてノードの温度
を求める(ステップ216)。そして、残留誤差が許容
値未満になるまで(ステップ218)、上記ステップ2
16以降の処理を繰り返す。さらに、残留誤差が許容値
以上であるとき(ステップ220)、浮力を考慮する場
合(ステップ222)、浮力の計算をし(ステップ22
4)、上記通風回路演算処理部61の処理でステップ2
04以降の処理を繰り返す。また、浮力を考慮しない場
合(ステップ222)、本処理ルーチンを終了する。Next, the thermal circuit arithmetic processing unit 62 calculates the thermal conductivity and advection term in accordance with the flow rate between the fluid nodes (step 214), and obtains the temperature of the node using a predetermined thermal conduction equation (step 214). Step 216). Then, until the residual error becomes less than the allowable value (step 218), the above step 2 is performed.
The processing after 16 is repeated. Further, when the residual error is equal to or larger than the allowable value (step 220), when the buoyancy is considered (step 222), the buoyancy is calculated (step 22).
4), Step 2 in the processing of the ventilation circuit arithmetic processing unit 61
The process after 04 is repeated. If the buoyancy is not taken into account (step 222), the processing routine ends.
【0018】この結果、通風回路演算処理部61におい
て、流体ノード圧力と流体ノード間の風量が算出され、
また、熱回路演算処理部62において、全てのノードの
温度が算出される。算出された流体ノード圧力と流体ノ
ード間の風量は圧力風量データ44として、また、全て
のノードに温度は温度データ45としてデータ記憶部4
に記憶される。As a result, the ventilation circuit arithmetic processing unit 61 calculates the fluid node pressure and the air volume between the fluid nodes,
Further, the thermal circuit operation processing unit 62 calculates the temperatures of all the nodes. The calculated fluid node pressure and the air volume between the fluid nodes are pressure air volume data 44, and the temperatures of all the nodes are temperature data 45 as data storage unit 4.
Is stored.
【0019】以上の処理によって得られたデータ記憶部
4に記憶されている各種データは、入出力処理部3の結
果表示処理部32で、温度分布、風量分布などに加工さ
れ、表示装置1で視覚的に表示される。The various data stored in the data storage unit 4 obtained by the above processing are processed into a temperature distribution, an air volume distribution, and the like by the result display processing unit 32 of the input / output processing unit 3, and are processed by the display device 1. Visually displayed.
【0020】一方、上述のような最近の電子機器におけ
る発熱密度の急激な増加により、最近では、機器の冷却
に冷却用のファンを用いた強制空冷方式が主流を占める
ようになってきた。ファンを使用することで、機器の放
熱能力を容易に数倍まで高めることができる。このため
様々な電子機器にファンが使用されるようになってき
た。しかし、ファンはその使用方法によっては、風量が
低下したり、騒音の原因になったり、故障が起こりやす
くなったりするため、一方では製品の価値を大きく下げ
ることも起こりうる。このため、ファンに関連する設計
を適切に行うことは極めて重要なことである。On the other hand, due to the rapid increase in heat generation density in recent electronic devices as described above, a forced air cooling system using a cooling fan for cooling devices has recently become the mainstream. By using a fan, the heat radiation capability of the device can be easily increased up to several times. For this reason, fans have been used in various electronic devices. However, depending on how the fan is used, the air flow is reduced, noise is caused, and a failure is likely to occur. On the other hand, the value of the product may be significantly reduced. Therefore, proper design related to the fan is extremely important.
【0021】[0021]
【発明が解決しようとする課題】一般に、電子機器の発
熱を冷却するために用いられるファンの静圧・風量特性
は、図3に示す特性RAで表現される。このファンを図
3に示す流体抵抗特性RBを持つ電子機器に装着し、通
気を行うと、実際は図3の点RCで動作する。静圧・風
量特性RAは、ファンの製造時設計時に定まるものであ
り、供給元よりデータで開示されることが一般的であ
る。また、流体抵抗特性RBは電気機器(装置)を抵抗
体とみたて、次の(1)式より模擬できる。Generally, the static pressure and air flow characteristics of a fan used to cool heat generated by an electronic device are represented by a characteristic RA shown in FIG. When this fan is mounted on an electronic device having the fluid resistance characteristic RB shown in FIG. 3 and ventilation is performed, the fan actually operates at a point RC in FIG. The static pressure / air volume characteristic RA is determined at the time of designing the fan at the time of manufacture and is generally disclosed by a data source from a supplier. The fluid resistance characteristic RB can be simulated by the following equation (1), assuming that the electric device (apparatus) is a resistor.
【0022】P=R・Q2 ・ ・ ・ (1) 但し,P:圧力、Q:風量、R:抵抗 すなわち、流体抵抗特性RBは、2次曲線で近似でき、
圧力(差)と風量の関係が定まれば特性も定めることが
できる。電子機器の熱解析においては、図3の点RCで
示されるような動作点を正確に求め、ファンの風量を正
しく推定することが最も大切である。しかしながら、従
来の熱解析装置では、この推定機構が十分ではなかっ
た。P = R · Q 2 ··· (1) where P: pressure, Q: air volume, R: resistance. That is, the fluid resistance characteristic RB can be approximated by a quadratic curve.
If the relationship between the pressure (difference) and the air volume is determined, the characteristics can be determined. In thermal analysis of an electronic device, it is most important to accurately obtain an operating point as shown by a point RC in FIG. 3 and to correctly estimate a fan air volume. However, in the conventional thermal analysis device, this estimation mechanism was not sufficient.
【0023】また、ファンの騒音は、上記動作点によっ
て異なる。図4はファンの諸特性を示したものである
が、風量によって騒音レベルが異なることがわかる。従
来の熱解析装置では、このファン騒音を推定することが
できなかった。The noise of the fan differs depending on the operating point. FIG. 4 shows various characteristics of the fan. It can be seen that the noise level varies depending on the air volume. The conventional thermal analyzer could not estimate this fan noise.
【0024】また、ファンの寿命を推定することは初期
設計で重要である。強制空冷機器ではファンの故障は
即、装置の故障につながる場合もある。ファンの寿命は
その周囲温度によって異なり、温度が高ければ寿命は短
くなる。そこで、ファン寿命を予測し、装置の設計寿命
よりもファン寿命を長く設定するか、ファン故障時の部
品交換を設計に盛り込むかを設計の初期段階で決めてお
かねばならない。従来の熱解析装置ではこの判断を行う
ための十分な情報を得ることができなかった。Estimating the life of the fan is important in the initial design. In the forced air cooling device, a failure of the fan may immediately lead to a failure of the device. The life of a fan depends on its ambient temperature; the higher the temperature, the shorter the life. Therefore, it is necessary to predict the life of the fan, and to determine whether the life of the fan is set longer than the design life of the apparatus or whether the replacement of parts in the event of a fan failure is included in the design at an early stage of the design. The conventional thermal analyzer could not obtain enough information to make this determination.
【0025】また、強制空冷電子機器では吸い込み口
(空気取り入れ口)と吐き出し口の両方にファンを取り
付ける場合があった。このプッシュ・プル型のファンに
おいては、両者の静圧−風量特性が異なった場合、相互
に影響を及ぼし合って動作点が決まる。この現象は複雑
なため、従来の熱解析装置では解析することができなか
った。In some cases, a forced air-cooled electronic device has a fan attached to both the suction port (air intake port) and the discharge port. In the push-pull type fan, when the static pressure-air volume characteristics of both fans are different, they affect each other to determine an operating point. This phenomenon was complicated, and could not be analyzed by a conventional thermal analyzer.
【0026】本発明は、ファン特性を考慮した熱解析を
容易に行うことができる電子機器用熱解析装置を得るこ
とが目的である。An object of the present invention is to provide a thermal analysis apparatus for electronic equipment which can easily perform thermal analysis in consideration of fan characteristics.
【0027】[0027]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1記載の発明は、コンピュータを用いて電子機
器の発熱対策設計を支援する電子機器用熱解析装置であ
って、静圧と風量との関係を定めたファンの特性データ
を記憶した記憶手段と、前記電子機器に配設された前記
ファンの両側の流体の圧力差を求め、求めた圧力差及び
前記ファンの特性データに基づいてファンの動作流量を
求め、求めた動作流量に基づいて前記ファン周辺の流体
の流量を求める演算手段とを備えたことを特徴としてい
る。According to one aspect of the present invention, there is provided a thermal analysis apparatus for electronic equipment which supports a design for measures against heat generation of electronic equipment using a computer. Storage means for storing characteristic data of the fan that determines the relationship with the air volume; and a pressure difference between fluids on both sides of the fan provided in the electronic device, and based on the determined pressure difference and the characteristic data of the fan. Calculating means for determining the operating flow rate of the fan, and calculating the flow rate of the fluid around the fan based on the determined operating flow rate.
【0028】請求項1記載の発明では、記憶手段に、フ
ァンの特性データが記憶されている。このファンの特性
データは、静圧と風量との関係を定めたものであり、静
圧はファンの両側(流体の吸気側と排気側)の圧力差を
いう。まず、演算手段は、ファンの両側の流体の圧力差
を求める。次に演算手段は、圧力差とファンの特性デー
タに基づいてファンの動作流量を求める。このファンの
両側の流体圧力差は、静圧に対応させることができ、静
圧が求まれば、風量が求まる。従って、この求めた風量
は動作流量に対応させる。次に演算手段は、ファン周辺
の流体の流量を求める。すなわち、ファンの動作流量が
求まっているので、この動作流量から、ファン周辺の流
体の流量を求めることができる。According to the first aspect of the present invention, the characteristic data of the fan is stored in the storage means. The characteristic data of the fan defines the relationship between the static pressure and the air flow, and the static pressure refers to the pressure difference between both sides of the fan (the intake side and the exhaust side of the fluid). First, the calculating means obtains the pressure difference between the fluids on both sides of the fan. Next, the calculating means obtains the operating flow rate of the fan based on the pressure difference and the characteristic data of the fan. The fluid pressure difference on both sides of the fan can correspond to the static pressure, and if the static pressure is determined, the air volume can be determined. Therefore, the obtained air volume is made to correspond to the operation flow rate. Next, the calculating means obtains the flow rate of the fluid around the fan. That is, since the operating flow rate of the fan has been determined, the flow rate of the fluid around the fan can be determined from the operating flow rate.
【0029】請求項2記載の発明は、請求項1に記載の
発明において、前記ファンの動作流量及び前記ファンの
両側の流体の圧力差に基づいて、前記ファンの動作点を
計算する計算手段を更に備えたことを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a calculating means for calculating an operating point of the fan based on an operating flow rate of the fan and a pressure difference between fluids on both sides of the fan. It is further characterized by being provided.
【0030】請求項2記載の発明では、計算手段は、演
算手段で求めたファンの動作流量を、ファンの風量に対
応させ、ファンの両側の流体の圧力差を、ファンの静圧
に対応させる。次に計算手段は、得られた静圧と風量の
値からファンの特性データを参照して、ファンの動作点
を求める。According to the second aspect of the present invention, the calculating means makes the operating flow rate of the fan determined by the calculating means correspond to the air volume of the fan, and makes the pressure difference between the fluids on both sides of the fan correspond to the static pressure of the fan. . Next, the calculating means determines the operating point of the fan by referring to the characteristic data of the fan from the obtained values of the static pressure and the air volume.
【0031】請求項3記載の発明は、請求項2に記載の
発明において、前記ファンの特性データによる静圧と風
量との関係を表す特性曲線と、前記動作点とを表示する
表示手段を更に備えたことを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, there is further provided a display means for displaying a characteristic curve representing a relationship between a static pressure and an air flow based on the characteristic data of the fan, and the operating point. It is characterized by having.
【0032】請求項3記載の発明では、表示手段は、フ
ァンの特性データによる特性曲線を表示し、この曲線上
にファンの動作点を表示する。これによって、表示され
た動作点は、容易に確認することができ、オペレータが
ファンの動作状況を正確に把握できる。According to the third aspect of the present invention, the display means displays a characteristic curve based on the characteristic data of the fan, and displays the operating point of the fan on the curve. Thereby, the displayed operating point can be easily confirmed, and the operator can accurately grasp the operating state of the fan.
【0033】請求項4記載の発明は、請求項1乃至3の
いずれか1項に記載の発明において、前記ファンについ
ての動作流量と騒音レベルとの関係を定めたファンの騒
音特性データを記憶した騒音データ記憶手段と、前記フ
ァンの動作流量及び前記ファンの騒音特性データに基づ
いて前記ファンの騒音レベルを推定する推定手段とを更
に備えたことを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the noise characteristic data of the fan, which defines the relationship between the operating flow rate and the noise level of the fan, is stored. It is characterized by further comprising noise data storage means and estimating means for estimating the noise level of the fan based on the operation flow rate of the fan and noise characteristic data of the fan.
【0034】請求項4記載の発明では、騒音データ記憶
手段に、ファンの騒音特性データが記憶されている。こ
のファンの騒音特性データはファンの動作流量とファン
の騒音レベルとの関係を定めたものである。推定手段
は、演算手段で求めたファンの動作流量からファンの騒
音特性データに基づいて、ファンの動作流量の値に応じ
た、ファンの騒音レベルを推定する。このように、ファ
ンの動作流量からファンの騒音レベルを推定するので、
ファンの騒音レベルについての解析が可能となる。According to the fourth aspect of the present invention, the noise characteristic data of the fan is stored in the noise data storage means. The fan noise characteristic data defines the relationship between the fan operation flow rate and the fan noise level. The estimating means estimates the noise level of the fan according to the value of the operating flow rate of the fan based on the noise characteristic data of the fan from the operating flow rate of the fan obtained by the calculating means. In this way, since the noise level of the fan is estimated from the operating flow rate of the fan,
It is possible to analyze the noise level of the fan.
【0035】請求項5記載の発明は、請求項1乃至4の
いずれか1項に記載の発明において、ファンの両側の流
体の温度情報を求め、求めた温度情報に基づいて前記フ
ァンの周囲温度を計算する温度計算手段と、ファンにつ
いての周囲温度と寿命との関係を定めたファンの寿命特
性データを記憶した寿命データ記憶手段と、前記ファン
の周囲温度及び前記ファンの寿命特性データに基づいて
前記ファンの寿命を予測する予測手段とを更に備えたこ
とを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the temperature information of the fluid on both sides of the fan is obtained, and the ambient temperature of the fan is determined based on the obtained temperature information. Temperature calculating means for calculating the relationship between the ambient temperature and the life of the fan, and life data storage means for storing life characteristic data of the fan, based on the ambient temperature of the fan and the life characteristic data of the fan. Predicting means for predicting the life of the fan.
【0036】請求項5記載の発明では、温度計算手段
は、ファンの両側の温度情報から、それらの平均の温度
値を求め、求めた値をファンの周辺温度とする。寿命デ
ータ記憶手段には、ファンの寿命特性データが記憶され
ている。このファンの寿命特性データはファンの周囲温
度とファンの寿命との関係を定めたものである。予測手
段は、温度計算手段で求めたファンの周囲温度の値から
ファンの寿命特性データに基づいて、ファンの寿命を予
測する。このように、ファンの周囲温度からファンの寿
命を予測するので、ファンの寿命についての解析が可能
となる。According to the fifth aspect of the present invention, the temperature calculation means obtains an average temperature value from the temperature information on both sides of the fan and sets the obtained value as the ambient temperature of the fan. The life data storage means stores life characteristic data of the fan. The life characteristic data of the fan defines the relationship between the ambient temperature of the fan and the life of the fan. The predicting means predicts the life of the fan based on the fan life characteristic data from the value of the ambient temperature of the fan obtained by the temperature calculating means. As described above, since the life of the fan is predicted from the ambient temperature of the fan, it is possible to analyze the life of the fan.
【0037】請求項6記載の発明は、請求項1乃至5の
いずれか1項に記載の発明において、前記ファンの特性
データで定まる動作範囲を通常使用範囲と定め、前記通
常使用範囲内のファンの特性データに基づいて、前記通
常使用範囲外におけるファンの特性データを求め、求め
た通常使用範囲外のファンの特性データに基づいて、前
記ファンの動作点を算出する算出手段を更に備えたこと
を特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the operation range determined by the characteristic data of the fan is defined as a normal use range, and the fan within the normal use range is determined. Calculating means for calculating characteristic data of the fan outside the normal use range based on the characteristic data, and calculating an operating point of the fan based on the obtained characteristic data of the fan outside the normal use range. It is characterized by.
【0038】請求項6記載の発明では、算出手段では、
ファンが通常使用範囲外で動作している場合、例えば、
ファンの静圧が負である場合に、ファンの特性データに
対して、負の静圧に応じたファン動作流量のデータを挿
入する。この結果得られたファン特性データに基づい
て、静圧が負で動作しているファンの動作点(つまり、
静圧の値とその静圧に応じた動作流量の値)を算出す
る。In the invention according to claim 6, the calculating means includes:
If the fan is operating outside normal use, for example,
When the static pressure of the fan is negative, data of the fan operation flow rate corresponding to the negative static pressure is inserted into the characteristic data of the fan. Based on the fan characteristic data obtained as a result, the operating point of the fan operating at a negative static pressure (ie,
(The value of the static pressure and the value of the operating flow rate according to the static pressure).
【0039】請求項7記載の発明は、請求項6に記載の
発明において、前記算出手段で算出した動作点に関する
情報を異常動作ファンデータとして記憶する異常動作フ
ァンデータ記憶手段と、前記異常動作ファンデータ記憶
手段に前記情報が記憶されたとき、前記ファンの動作異
常警告を表示する警告表示手段とを更に備えたことを特
徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, in accordance with the sixth aspect of the present invention, there is provided an abnormal operation fan data storing means for storing information regarding the operating point calculated by the calculating means as abnormal operation fan data; And a warning display unit for displaying a warning of an abnormal operation of the fan when the information is stored in the data storage unit.
【0040】請求項7記載の発明では、負の静圧で動作
しているファンは異常動作の状態にあるので、警告表示
手段は、算出手段で求められた異常動作ファンの動作点
の情報(静圧値、風量値、ファン識別名等)を記憶し、
記憶された情報に応じた警告を表示する。これにより、
オペレータが確実にファンの異常動作状態を把握でき
る。According to the seventh aspect of the present invention, since the fan operating at the negative static pressure is in an abnormal operation state, the warning display means displays information on the operating point of the abnormal operation fan obtained by the calculation means ( Static pressure value, air flow value, fan identification name, etc.)
Display a warning according to the stored information. This allows
The operator can reliably grasp the abnormal operation state of the fan.
【0041】[0041]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0042】(第1の実施の形態)図1には、本発明の
第1の実施形態に係る熱解析装置の構成が示されてい
る。本実施の形態は、熱解析装置に、本発明を適用した
ものである。なお、本実施の形態の熱解析装置は、上記
従来の熱解析装置と略同様の構成であるため、同一部分
には同一符号を付して詳細な説明を省略する。(First Embodiment) FIG. 1 shows a configuration of a thermal analysis apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the present invention is applied to a thermal analysis device. Since the thermal analyzer of the present embodiment has substantially the same configuration as the above-described conventional thermal analyzer, the same portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
【0043】本実施の形態に係る熱解析装置は、演算処
理部6Aを備えており、演算処理部6Aは、従来の熱解
析装置の演算処理部6にファン特性計算処理部63を更
に設けたものである。ここで、演算処理部6Aは通風回
路演算処理部61、ファン特性計算処理部63、熱回路
演算処理部62を含んで構成されており、通風回路演算
処理部61、ファン特性計算処理部63、熱回路演算処
理部62は順に接続されている。また、本実施の形態で
は、ライブラリデータ記憶部7Aを備えており、ライブ
ラリデータ記憶部7Aは、ファン特性データ72が演算
処理部6Aのファン特性計算処理部63に伝達されるよ
うに、ファン特性計算処理部63に接続されている。The thermal analysis apparatus according to the present embodiment includes an arithmetic processing section 6A. The arithmetic processing section 6A further includes a fan characteristic calculation processing section 63 in the arithmetic processing section 6 of the conventional thermal analysis apparatus. Things. Here, the arithmetic processing unit 6A includes a ventilation circuit arithmetic processing unit 61, a fan characteristic calculation processing unit 63, and a heat circuit arithmetic processing unit 62, and the ventilation circuit arithmetic processing unit 61, the fan characteristic calculation processing unit 63, The thermal circuit operation processing unit 62 is connected in order. Further, in the present embodiment, a library data storage unit 7A is provided, and the library data storage unit 7A stores the fan characteristic data 72 so that the fan characteristic data 72 is transmitted to the fan characteristic calculation processing unit 63 of the arithmetic processing unit 6A. It is connected to the calculation processing unit 63.
【0044】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。本実施の形態に係る熱解析装置では図5の処理ルー
チンが実行される。Next, the operation of the present embodiment will be described. In the thermal analysis device according to the present embodiment, the processing routine of FIG. 5 is executed.
【0045】図5に示すように、演算処理部6Aの通風
回路演算処理部61の処理において、まず、ノード圧力
を仮定し(ステップ102)、予め定めた圧損式を用い
て流量を求め(ステップ104)、予め定めた圧力補正
式を読み取りかつ、その圧力補正式を用いて、補正圧力
を求め(ステップ106)、その後にノードの圧力を修
正する(ステップ108)。続いて、ファン部の流量補
正処理(ステップ110)を実行する。そして、残留誤
差が許容値未満になるまで(ステップ112)、上記ス
テップ104以降の処理を繰り返す。このとき、残留誤
差が許容値以上では、圧力更新圧損係数を補正する(ス
テップ112)。なお、残留誤差が許容値未満になる
と、続いて熱回路演算処理部62の処理が実行される。As shown in FIG. 5, in the processing of the ventilation circuit arithmetic processing section 61 of the arithmetic processing section 6A, first, a node pressure is assumed (step 102), and a flow rate is obtained by using a predetermined pressure loss equation (step 102). 104), a predetermined pressure correction formula is read, and a corrected pressure is determined using the pressure correction formula (step 106), and then the pressure of the node is corrected (step 108). Subsequently, the flow rate correction processing of the fan unit (Step 110) is executed. Then, the processing from step 104 onward is repeated until the residual error becomes smaller than the allowable value (step 112). At this time, if the residual error is equal to or larger than the allowable value, the pressure update pressure loss coefficient is corrected (step 112). When the residual error becomes smaller than the allowable value, the process of the thermal circuit arithmetic processing unit 62 is subsequently executed.
【0046】次に、ステップ110の処理を詳細に説明
する。図5のステップ110では、図7に示す処理ルー
チンが実行される。まず、ネットワークデータ43中の
ファン要素を検索し抽出する(ステップ302)。ここ
で、ネットワークデータ43は、流体抵抗や熱伝達抵抗
等の要素と圧力固定、流量固定、温度固定、熱量固定等
の境界条件とから構成されている。また、ファンは境界
条件の一種であるが、圧力と流量が関数関係で与えられ
る特殊な境界条件であるので、3次元形状データ処理部
31、エリア分割処理部51、通風回路生成部52で、
特別な要素として識別し、ネットワークデータ43内に
識別され保存されている。このため、ファン要素は比較
的容易に検索することができる。Next, the processing of step 110 will be described in detail. In step 110 of FIG. 5, the processing routine shown in FIG. 7 is executed. First, a fan element in the network data 43 is searched and extracted (step 302). Here, the network data 43 is composed of elements such as fluid resistance and heat transfer resistance and boundary conditions such as pressure fixing, flow rate fixing, temperature fixing, heat quantity fixing and the like. Although the fan is a kind of boundary condition, it is a special boundary condition in which the pressure and the flow rate are given in a functional relationship, so the three-dimensional shape data processing unit 31, the area division processing unit 51, and the ventilation circuit generation unit 52
It is identified as a special element and is identified and stored in the network data 43. For this reason, the fan element can be searched relatively easily.
【0047】ファン要素が抽出されると次に、ファン要
素の両端を構成するノードの圧力データを読み取る(ス
テップ304)。ここで読み取られたノード圧力をそれ
ぞれPl、P2とする。図8には、ファン要素Fとその
両端のノードA,Bとの関係を示した。図に示すよう
に、エリア分割処理部51で分割された小エリアである
隣接した流体エリアArea上にファン要素Fが含まれ
ている。各流体エリアAreaには、流体抵抗Rで結合
した通風回路が生成されており、その内部にノードA,
Bを含んでいる。When the fan element is extracted, the pressure data of the nodes constituting both ends of the fan element are read (step 304). The node pressures read here are assumed to be Pl and P2, respectively. FIG. 8 shows the relationship between the fan element F and the nodes A and B at both ends thereof. As shown in the figure, a fan element F is included in an adjacent fluid area Area, which is a small area divided by the area division processing unit 51. In each fluid area Area, a ventilation circuit connected by a fluid resistance R is generated, and nodes A,
B.
【0048】次にファン特性データ72からファン動作
流量を計算する(ステップ306)。このファン特性デ
ータ72は、図9に示されるように静圧と風量とが対応
されたデータが複数保存されている。なお、図10は、
これらデータを含む静圧と風量との関係を示すファン特
性を示したものである。圧力Pl、P2からファン要素
前後の圧力差を求める(Pl−P2)。この圧力差(P
l−P2)を静圧として用い、ファンの動作流量を推定
する。すなわち、ファン特性データ72には、静圧と風
量の対応が示されており、静圧に対応する風量を求め
て、求めた風量を動作流量Qと推定する。この過程は、
図10に示すように、静圧に対するファン特性SA上の
風量を求めることで表現できる。この場合、ファン特性
データ72に対して直線補間やスプライン補間を行うこ
とにより、さらに精度よくファンの動作流量Qを求める
ことができる。Next, a fan operation flow rate is calculated from the fan characteristic data 72 (step 306). As the fan characteristic data 72, as shown in FIG. 9, a plurality of data in which the static pressure and the air volume correspond are stored. In addition, FIG.
It shows fan characteristics indicating the relationship between static pressure and air flow including these data. The pressure difference before and after the fan element is obtained from the pressures Pl and P2 (Pl-P2). This pressure difference (P
Using l-P2) as the static pressure, the operating flow rate of the fan is estimated. That is, the fan characteristic data 72 indicates the correspondence between the static pressure and the air flow. The air flow corresponding to the static pressure is obtained, and the obtained air flow is estimated as the operating flow rate Q. This process is
As shown in FIG. 10, it can be expressed by obtaining the air volume on the fan characteristic SA with respect to the static pressure. In this case, by performing linear interpolation or spline interpolation on the fan characteristic data 72, the operating flow rate Q of the fan can be obtained with higher accuracy.
【0049】この結果得られたファン動作流量Qをファ
ン要素両端のノードA、Bに境界条件として与える(ス
テップ308)。この場合、ファン吐出し口側には+
Q、吸込み口側には−Qが付与される。The resulting fan operation flow rate Q is given to nodes A and B at both ends of the fan element as boundary conditions (step 308). In this case, +
Q, −Q is given to the suction port side.
【0050】以上の処理を実行した後、図5に示すよう
に、残留誤差が許容値未満になるまで(ステップ11
4)繰り返せば、ファン要素前後のノードの圧力差(P
1−P2)とファン動作流量Qとの関係は常にファン特
性カーブ上に存在することになり、ファン特性を考慮し
た解析が可能になる。After the above processing is executed, as shown in FIG. 5, until the residual error becomes less than the allowable value (step 11).
4) If repeated, the pressure difference between the nodes before and after the fan element (P
The relationship between 1-P2) and the fan operation flow rate Q always exists on the fan characteristic curve, and analysis in consideration of the fan characteristic becomes possible.
【0051】以上説明したように、本実施の形態に係る
熱解析装置では、ファン特性計算処理部63を設けるこ
とにより、ファン特性を考慮した正確な流量の算出が可
能となり、熱解析装置で強制空冷機器の温度予測を行う
場合の解析精度を大幅に向上させることができる。ま
た、ファンの動作点(動作流量と静圧)を正確に予測す
ることにより、ファンがサージングなどの障害を起こさ
ず、安定的に動作するかを検証することができる。As described above, in the thermal analysis apparatus according to the present embodiment, by providing the fan characteristic calculation processing unit 63, it is possible to calculate the flow rate accurately in consideration of the fan characteristic, and to force the thermal analysis apparatus. The analysis accuracy when predicting the temperature of the air-cooled device can be greatly improved. In addition, by accurately predicting the operating point (operating flow rate and static pressure) of the fan, it is possible to verify whether the fan operates stably without causing a failure such as surging.
【0052】(第2の実施の形態)図11には、本第2
の実施形態に係る熱解析装置の構成が示されている。な
お、本実施の形態の熱解析装置は、上記第1の実施の形
態の熱解析装置と略同様の構成であるため、同一部分に
は同一符号を付して詳細な説明を省略する。(Second Embodiment) FIG. 11 shows the second embodiment.
1 shows a configuration of a thermal analysis device according to the embodiment. Note that the thermal analysis device of the present embodiment has substantially the same configuration as the thermal analysis device of the first embodiment, and thus the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【0053】本実施の形態の熱解析装置は、入出力処理
部3Bを備えており、入出力処理部3Bは3次元形状デ
ータ処理部31、結果表示処理部32、ファン動作点計
算処理部33、ファン動作点表示処理部34を備えてい
る。ファン動作点計算処理部33はファン動作点表示処
理部34に接続されており、ファン動作点表示処理部3
4は入力装置2に接続されている。また、データ記憶部
4は、データ記憶部4に記憶されている各種データがフ
ァン動作点計算処理部33にも入力されるように、入出
力処理部3に接続されている。The thermal analysis apparatus according to the present embodiment includes an input / output processing unit 3B. The input / output processing unit 3B includes a three-dimensional shape data processing unit 31, a result display processing unit 32, and a fan operating point calculation processing unit 33. And a fan operating point display processing unit 34. The fan operating point calculation processing unit 33 is connected to the fan operating point display processing unit 34, and the fan operating point display processing unit 3
4 is connected to the input device 2. Further, the data storage unit 4 is connected to the input / output processing unit 3 so that various data stored in the data storage unit 4 are also input to the fan operating point calculation processing unit 33.
【0054】また、本実施の形態では、ライブラリデー
タ記憶部7Bを備えており、ライブラリデータ記憶部7
Bは、ファン特性データ72が入出力処理部3Bのファ
ン動作点計算処理部33に伝達されるように、ファン動
作点計算処理部33に接続されている。In this embodiment, the library data storage unit 7B is provided.
B is connected to the fan operating point calculation processing unit 33 so that the fan characteristic data 72 is transmitted to the fan operating point calculation processing unit 33 of the input / output processing unit 3B.
【0055】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。本実施の形態に係る熱解析装置では、図12の処理
ルーチンが実行される。Next, the operation of the present embodiment will be described. In the thermal analysis device according to the present embodiment, the processing routine of FIG. 12 is executed.
【0056】図12に示すように、ファン動作点計算処
理部33では、まず、ネットワークデータ43中のファ
ン要素を抽出する(ステップ402)。次にファン要素
両端のノードの圧力を読み取り(ステップ404)、フ
ァン特性データ72を参照してファン流量を計算する
(ステップ406)。以上の処理は、図7のステップ3
02乃至ステップ306の処理と同様であるが、ファン
動作点計算処理部33での処理は、演算処理部6Aにお
いて処理が終了した後に実行される。As shown in FIG. 12, the fan operating point calculation processing section 33 first extracts fan elements from the network data 43 (step 402). Next, the pressure at the nodes at both ends of the fan element is read (step 404), and the fan flow rate is calculated with reference to the fan characteristic data 72 (step 406). The above processing is performed in step 3 of FIG.
02 to step 306, but the processing in the fan operating point calculation processing section 33 is executed after the processing in the arithmetic processing section 6A is completed.
【0057】次にファン動作点計算処理部33ではファ
ン前後の圧力差ΔPとファン流量Qのデータを記憶する
(ステップ408)。Next, the fan operating point calculation processing section 33 stores data of the pressure difference ΔP before and after the fan and the flow rate Q of the fan (step 408).
【0058】その後、ステップ408で得られたデータ
は、ファン動作点表示処理部34に出力される。ファン
動作点表示処理部34では、図13の処理ルーチンが実
行される。図13に示すように、ファン動作点表示処理
部34で、まずファン特性曲線を画面に表示する(ステ
ップ502)。次にファン動作点計算処理部33から出
力された動作点情報(ファン前後の圧力差ΔPとファン
流量Q)により、上記特性曲線上に動作点を表示する
(ステップ504)。なお、特性曲線上に表示された動
作点を通る2次曲線を表示すれば、装置の通風特性を近
似的に表現することもできる。図14は装置の通風特性
の表示を含んで画面表示された特性曲線の例を示したも
のである。図中、ファン特性曲線を曲線Saで示し、装
置の通風特性を曲線Sbで示し、動作点をマークScで
示している。ここで、画面のファン特性曲線上に動作点
のマークScがない場合、動作点計算が充分収束してい
ないことを表すことになる。従って、上記の特性曲線は
計算収束状況の評価にも使用できる。Thereafter, the data obtained in step 408 is output to the fan operating point display processing section 34. In the fan operating point display processing section 34, the processing routine of FIG. 13 is executed. As shown in FIG. 13, the fan operating point display processing section first displays a fan characteristic curve on a screen (step 502). Next, the operating point is displayed on the characteristic curve based on the operating point information (the pressure difference ΔP before and after the fan and the fan flow rate Q) output from the fan operating point calculation processing unit 33 (step 504). If a quadratic curve passing through the operating point displayed on the characteristic curve is displayed, the ventilation characteristics of the device can be approximately expressed. FIG. 14 shows an example of the characteristic curve displayed on the screen including the display of the ventilation characteristics of the device. In the drawing, a fan characteristic curve is indicated by a curve Sa, a ventilation characteristic of the device is indicated by a curve Sb, and an operating point is indicated by a mark Sc. Here, when there is no operating point mark Sc on the fan characteristic curve on the screen, it means that the operating point calculation is not sufficiently converged. Therefore, the above-mentioned characteristic curve can also be used for evaluating the calculation convergence state.
【0059】以上説明したように、本実施の形態に係る
熱解析装置では、ファン動作点表示処理部34およびフ
ァン動作点計算処理部33を設けたことにより、ファン
が効率よい動作点で作動するかどうかを容易に判定する
ことが可能となる。また、動作点計算が正しく収束して
いるかどうかを、画面上で視覚的に判定することが可能
となる。As described above, in the thermal analyzer according to the present embodiment, the fan operates at the efficient operating point by providing the fan operating point display processing unit 34 and the fan operating point calculation processing unit 33. Can be easily determined. Further, it is possible to visually determine whether or not the operating point calculation has correctly converged on the screen.
【0060】(第3の実施の形態)図15には、本第3
の実施形態に係る熱解析装置が示されている。なお、本
実施の形態の熱解析装置は、上記第2の実施の形態の熱
解析装置と略同様の構成であるため、同一部分には同一
符号を付して詳細な説明を省略する。(Third Embodiment) FIG. 15 shows the third embodiment.
2 shows a thermal analysis apparatus according to the embodiment. Note that the thermal analysis device of the present embodiment has substantially the same configuration as the thermal analysis device of the second embodiment, and therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【0061】本実施の形態の熱解析装置は、入出力処理
部3Cを備えており、入出力処理部3Cは3次元形状デ
ータ処理部31、結果表示処理部32、ファン動作点計
算処理部33、ファン動作点表示処理部34、ファン騒
音計算処理部35を備えている。ファン騒音計算処理部
35はファン動作点計算処理部33及び入力装置2に接
続されている。The thermal analysis apparatus according to the present embodiment includes an input / output processing unit 3C. The input / output processing unit 3C includes a three-dimensional shape data processing unit 31, a result display processing unit 32, and a fan operating point calculation processing unit 33. , A fan operating point display processing unit 34 and a fan noise calculation processing unit 35. The fan noise calculation processing unit 35 is connected to the fan operating point calculation processing unit 33 and the input device 2.
【0062】また、本実施の形態では、ライブラリデー
タ記憶部7Cを備えており、ライブラリデータ記憶部7
Cは、ファン騒音特性データ75が入出力処理部3Cの
ファン騒音計算処理部35に伝達されるように、ファン
騒音計算処理部35に接続されている。Further, in the present embodiment, a library data storage section 7C is provided.
C is connected to the fan noise calculation processing unit 35 so that the fan noise characteristic data 75 is transmitted to the fan noise calculation processing unit 35 of the input / output processing unit 3C.
【0063】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。本実施の形態に係る熱解析装置のファン騒音特性デ
ータ75とファン騒音計算処理部35及びファン騒音特
性データ75の作用について詳細に説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described. The operation of the fan noise characteristic data 75, the fan noise calculation processing unit 35, and the fan noise characteristic data 75 of the thermal analysis device according to the present embodiment will be described in detail.
【0064】まず、ファン騒音特性データ75について
説明する。ファンの騒音は一般に風量に依存し、図4に
示すような騒音特性を有する。騒音は静圧が高いと大き
くなるが、また風量が大きくても増大する。騒音が最小
になるのは、ファンに適度な負荷がかかった状態であ
る。ファン騒音特性データ75にはこの特性曲線のデー
タの一部が「風量−騒音レベル」の組合せでテーブル形
式に複数記録されている。すなわち、図9に示すファン
の特性データのレコードと同様に、風量と騒音レベルと
の対応関係が、ファン騒音特性データ75として記憶さ
れている。First, the fan noise characteristic data 75 will be described. The noise of the fan generally depends on the air flow and has a noise characteristic as shown in FIG. The noise increases when the static pressure is high, but also increases when the air volume is high. The noise is minimized when a moderate load is applied to the fan. In the fan noise characteristic data 75, a part of the data of the characteristic curve is recorded in a table format in a combination of "air volume-noise level". That is, as in the record of the characteristic data of the fan shown in FIG. 9, the correspondence between the air volume and the noise level is stored as the fan noise characteristic data 75.
【0065】上記第2の実施形態においてファン動作点
計算処理部33が動作点を計算し、動作流量Qを出力す
ると、その結果はファン騒音計算処理部35へ送られ
る。ファン騒音計算処理部35では動作流量Qを元にフ
ァン騒音データを検索し、補間処理を行った上で、騒音
レベルを計算する。計算された騒音レベルは表示装置1
において画面に表示される。In the second embodiment, when the fan operating point calculation processing section 33 calculates the operating point and outputs the operating flow rate Q, the result is sent to the fan noise calculation processing section 35. The fan noise calculation processing unit 35 searches for fan noise data based on the operating flow rate Q, performs interpolation processing, and calculates a noise level. The calculated noise level is displayed on the display device 1.
Is displayed on the screen.
【0066】以上説明したように、本実施の形態に係る
熱解析装置では、ライブラリデータ記憶部7Cにファン
騒音特性データ75を記憶し、また入出力処理部3Cに
ファン騒音計算処理部35を設けることにより、ファン
騒音を推定予測することができるため、電子機器の静音
設計を容易に行うことができる。As described above, in the thermal analysis apparatus according to the present embodiment, the fan noise characteristic data 75 is stored in the library data storage section 7C, and the fan noise calculation processing section 35 is provided in the input / output processing section 3C. This makes it possible to estimate and predict the fan noise, thereby facilitating silent design of the electronic device.
【0067】(第4の実施の形態)図16には、本第4
の実施形態に係る熱解析装置が示されている。なお、本
実施の形態の熱解析装置は、上記第1の実施の形態の熱
解析装置と略同様の構成であるため、同一部分には同一
符号を付して詳細な説明を省略する。(Fourth Embodiment) FIG. 16 shows the fourth embodiment.
2 shows a thermal analysis apparatus according to the embodiment. Note that the thermal analysis device of the present embodiment has substantially the same configuration as the thermal analysis device of the first embodiment, and thus the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【0068】本実施の形態の熱解析装置は、入出力処理
部3Dを備えており、入出力処理部3Dは3次元形状デ
ータ処理部31、結果表示処理部32、ファン寿命計算
処理部36、ファン温度計算処理部37を備えている。
ファン寿命計算処理部36はファン温度計算部37及び
入力装置2に接続されている。また、データ記憶部4
は、データ記憶部4に記憶された各種データがファン温
度計算処理部37にも入力されるように、入出力処理部
3に接続されている。The thermal analyzer according to the present embodiment includes an input / output processing unit 3D. The input / output processing unit 3D includes a three-dimensional shape data processing unit 31, a result display processing unit 32, a fan life calculation processing unit 36, A fan temperature calculation processing unit 37 is provided.
The fan life calculation processing unit 36 is connected to the fan temperature calculation unit 37 and the input device 2. The data storage unit 4
Is connected to the input / output processing unit 3 so that various data stored in the data storage unit 4 is also input to the fan temperature calculation processing unit 37.
【0069】また、本実施の形態では、ライブラリデー
タ記憶部7Dを備えており、ライブラリデータ記憶部7
Dは、ファン寿命特性データ76が入出力処理部3Dの
ファン寿命計算処理部36に伝達されるように、ファン
寿命計算処理部36に接続されている。Further, in the present embodiment, a library data storage section 7D is provided.
D is connected to the fan life calculation processing unit 36 so that the fan life characteristic data 76 is transmitted to the fan life calculation processing unit 36 of the input / output processing unit 3D.
【0070】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。本実施の形態に係る熱解析装置のファン寿命特性デ
ータ76とファン寿命計算処理部36及びファン温度計
算処理部37の作用について詳細に説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described. The operation of the fan life characteristic data 76 and the fan life calculation processing unit 36 and the fan temperature calculation processing unit 37 of the thermal analysis device according to the present embodiment will be described in detail.
【0071】まず、ファン寿命特性データ76について
説明する。ファンの寿命は一般的に周囲温度に依存し、
図17に示すような特性を有する。寿命は温度が高いと
急激に短くなるため、ファン自身も冷却して一定温度以
下に保たなければならない。ファン寿命特性データ76
にはこの温度と寿命の相関データが「温度−寿命レベ
ル」の組合せでテーブル形式に複数記憶されている。す
なわち、図9に示すファンの特性データのレコードと同
様に、温度と寿命との相関関係が、ファン寿命特性デー
タ76として記憶されている。First, the fan life characteristic data 76 will be described. Fan life generally depends on ambient temperature,
It has characteristics as shown in FIG. Since the service life is sharply shortened when the temperature is high, the fan itself must be cooled and kept at a certain temperature or lower. Fan life characteristic data 76
In the table, a plurality of correlation data of the temperature and the life are stored in a table format in a combination of "temperature-life level". That is, similarly to the record of the fan characteristic data shown in FIG. 9, the correlation between the temperature and the life is stored as the fan life characteristic data 76.
【0072】次に、ファン寿命計算処理部36及びファ
ン温度計算処理部37の作用について説明する。演算処
理部6Aの処理が終了すると、その結果は圧力風量デー
タ44、温度データ45としてデータ記憶部4に記憶さ
れる。ファン温度計算処理部37では、図18の処理ル
ーチンが実行される。図18に示すように、ファン温度
計算処理部37の処理では、まずネットワークデータ4
3中のファン要素を抽出する(ステップ602)。次に
ファン要素両端のノード座標データ42に基づいて温度
データ45を読み取る(ステップ604)。ここでファ
ンの両端のノード温度をTl、T2とする。つぎにファ
ンの周囲温度Tfを計算する(ステップ606)。ファ
ン周囲温度Tfは通常、両端のノード温度の平均値とし
て次の(2)式で求められる。Next, the operation of the fan life calculation processing section 36 and the fan temperature calculation processing section 37 will be described. When the processing of the arithmetic processing unit 6A ends, the result is stored in the data storage unit 4 as the pressure air volume data 44 and the temperature data 45. In the fan temperature calculation processing section 37, the processing routine of FIG. 18 is executed. As shown in FIG. 18, in the processing of the fan temperature calculation processing unit 37, first, the network data 4
3 are extracted (step 602). Next, the temperature data 45 is read based on the node coordinate data 42 at both ends of the fan element (step 604). Here, let T1 and T2 be the node temperatures at both ends of the fan. Next, the ambient temperature Tf of the fan is calculated (step 606). Normally, the fan ambient temperature Tf is obtained by the following equation (2) as an average value of the node temperatures at both ends.
【0073】 Tf=(T1+T2)/2 ・ ・ ・(2) 求められたTfはファン温度計算処理部37に記憶保持
され(ステップ608)、ファン寿命計算処理部36に
出力される。Tf = (T1 + T2) / 2 (2) The obtained Tf is stored and held in the fan temperature calculation processing unit 37 (step 608), and is output to the fan life calculation processing unit 36.
【0074】ファン寿命計算処理部36では、図19の
処理ルーチンが実行される。ファン寿命計算処理部36
では、ファン周囲温度Tfを取得し(ステップ70
2)、それを元にファン寿命特性データ76を検索し、
補間計算を行った上で、寿命を計算する(ステップ70
4)。計算された寿命は表示装置1において、画面に表
示される(ステップ706)。従って、オペレータは表
示装置1を目視するのみで、ファンの寿命を認識するこ
とができる。The processing routine shown in FIG. 19 is executed in the fan life calculation processing section 36. Fan life calculation processing unit 36
Then, the fan ambient temperature Tf is obtained (step 70).
2), search the fan life characteristic data 76 based on it,
After performing the interpolation calculation, the life is calculated (step 70).
4). The calculated life is displayed on the screen of the display device 1 (step 706). Therefore, the operator can recognize the life of the fan only by looking at the display device 1.
【0075】以上説明したように、本実施の形態に係る
熱解析装置では、ファン寿命データ76記憶部と、ファ
ン寿命計算処理部36、ファン温度計算処理部37を設
けることにより、ファンの寿命を予測することができ、
より信頼性の高い電子機器設計を容易に行うことができ
る。As described above, in the thermal analysis apparatus according to the present embodiment, the life of the fan is reduced by providing the storage unit for the fan life data 76, the fan life calculation processing unit 36, and the fan temperature calculation processing unit 37. Can be predicted,
More reliable electronic device design can be easily performed.
【0076】(第5の実施の形態)図20には、本第5
の実施形態に係る熱解析装置が示されている。なお、本
実施の形態の熱解析装置は、上記第1の実施の形態の熱
解析装置と略同様の構成であるため、同一部分には同一
符号を付して詳細な説明を省略する。(Fifth Embodiment) FIG. 20 shows the fifth embodiment.
2 shows a thermal analysis apparatus according to the embodiment. Note that the thermal analysis device of the present embodiment has substantially the same configuration as the thermal analysis device of the first embodiment, and thus the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【0077】本実施の形態の熱解析装置は、演算処理部
6Bを備えている。演算処理部6Bは、通風回路演算処
理部61、ファン特性計算処理部63、熱回路演算処理
部62、ファン特殊動作処理部64を含んで構成されて
おり、通風回路演算処理部61、ファン特性計算処理部
63、熱回路演算処理部62は順に接続されている。フ
ァン特性計算処理部63にはファン特殊動作処理部64
が接続されている。[0077] The thermal analysis apparatus of the present embodiment includes an arithmetic processing unit 6B. The arithmetic processing unit 6B includes a ventilation circuit arithmetic processing unit 61, a fan characteristic calculation processing unit 63, a thermal circuit arithmetic processing unit 62, and a fan special operation processing unit 64. The calculation processing unit 63 and the thermal circuit calculation processing unit 62 are connected in order. The fan characteristic calculation processing unit 63 includes a fan special operation processing unit 64
Is connected.
【0078】また、音実施の形態では、ライブラリデー
タ記憶部7Eを備えており、ファン特性データ72が演
算処理部6Bのファン特殊動作処理部64にも伝達され
るように、ファン特殊動作処理部64に接続されてい
る。In the sound embodiment, a library data storage section 7E is provided, and the fan special operation processing section 64 is provided so that the fan characteristic data 72 is also transmitted to the fan special operation processing section 64 of the arithmetic processing section 6B. 64.
【0079】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。本実施の形態に係る熱解析装置のファン特殊動作処
理部64の作用について詳細に説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described. The operation of the fan special operation processing unit 64 of the thermal analysis device according to the present embodiment will be described in detail.
【0080】ここでまず、プッシュ・プル型ファンの特
徴ついて説明する。図22にはプッシュ・プル型ファン
を模式的に示した。筐体の一方に設置されたファンAは
筐体内部の空気を外部に吐き出す(図22の矢印u方
向)吐き出しファンである。もう一方のファンBは、外
気を筐体内に取り込む(図22の矢印w方向)吸い込み
ファンである。このように吸い込み側、吐き出し側両方
に,ファンを設ける強制空冷方式をプッシュ・プル型フ
ァン取付け方式と呼んでいる。プッシュ・プル型ファン
取付け方式では、ファン同志が相互作用を及ぼしあい、
複雑な現象が起こる。ファンの部分以外に、筐体に通風
孔が開いていなければ、ファンAを通過する風量とファ
ンBを通過する風量は等しくなければならない。もしも
ファンAがファンBよりも風量の小さいファンだとする
と、ファンAはファンBから圧力(風圧)をかけられな
がら動作することになる。一方ファンBから見ると、フ
ァンAは流体抵抗として負荷になる。First, the features of the push-pull fan will be described. FIG. 22 schematically shows a push-pull type fan. The fan A installed on one side of the housing is a fan that discharges air inside the housing to the outside (in the direction of the arrow u in FIG. 22). The other fan B is a suction fan that takes in outside air into the housing (the direction of the arrow w in FIG. 22). Such a forced air cooling system in which fans are provided on both the suction side and the discharge side is called a push-pull type fan mounting system. In the push-pull type fan mounting system, fans interact with each other,
A complex phenomenon occurs. If there is no ventilation hole in the housing other than the fan portion, the air volume passing through the fan A and the air volume passing through the fan B must be equal. If the fan A has a smaller air volume than the fan B, the fan A operates while receiving a pressure (wind pressure) from the fan B. On the other hand, when viewed from the fan B, the fan A becomes a load as a fluid resistance.
【0081】ファン特性計算処理部63の処理(図5及
び図7参照)のみでは、プッシュ・プル型ファンを取付
けた場合、計算が収束しないため、解析することが困難
である。これは、ファンの動作点の存在範囲が、負の静
圧の範囲になってしまうためである。通常ファンの特性
データはこの範囲では測定されていない。このためライ
ブラリデータとして登録しておくことも困難である。With the processing of the fan characteristic calculation processing section 63 alone (see FIGS. 5 and 7), when the push-pull type fan is mounted, the calculation does not converge, so that it is difficult to analyze. This is because the existence range of the operating point of the fan becomes a negative static pressure range. Normally, fan characteristic data is not measured in this range. For this reason, it is also difficult to register as library data.
【0082】例えば、図22のプッシュ・プル型ファン
において、ファンAの風量がファンBの風量より小さい
場合、ファンAの吐き出し側の圧力とファンBの吸い込
み側の圧力とに差が生じ、ファンAはファンBから圧力
(風圧)をかけられながら動作する状態となる。これに
より、ファンAは、吸い込み側の圧力が吐き出し側の圧
力よりも高くなっている状態つまり静圧が負の状態で動
作することになり、図23(B)に示すような曲線Ka
の特性を表わすようになる。For example, in the push-pull type fan shown in FIG. 22, when the air volume of the fan A is smaller than the air volume of the fan B, a difference is generated between the pressure on the discharge side of the fan A and the pressure on the suction side of the fan B. A is in a state of operating while pressure (wind pressure) is applied from the fan B. As a result, the fan A operates in a state where the pressure on the suction side is higher than the pressure on the discharge side, that is, in a state where the static pressure is negative, and the curve Ka as shown in FIG.
The characteristic of is expressed.
【0083】ファン特殊動作処理部64を設けた場合の
ファン部流量補正処理では、図21の処理ルーチンが実
行される。ファン部流量補正処理において、ファン要素
両端ノードの圧力の読み取り処理までは(ステップ80
2乃至ステップ804)、上記第1の実施形態で説明し
たものと同様である。本実施の形態では、この段階でノ
ード圧力Pl、P2をファン特殊動作処理部64に渡す
点が上記第1の実施形態の場合と異なる。ファン要素両
端ノードの圧力の読み取り処理(ステップ804)の後
に、ノード圧力Pl、P2の大小を比較する(ステップ
806)。このとき、ファンの吸込み口側圧力がファン
の吐出し口側圧力よりも低い場合には、上記第1の実施
形態の場合と同様の処理(ステップ810乃至ステップ
812)が実行される。また反対に、ファンの吸込み口
側圧力がファンの吐出し口側圧力よりも高い場合、ファ
ン特殊動作処理部64において、ファン静圧・流量外挿
計算処理が実行される(ステップ808)。この処理
は、正常な動作範囲のデータを用いて、その範囲外のデ
ータを求めたのちに、動作点を求める。すなわち図23
(A)に示すようにファンの静圧・風量曲線を外挿し
(特性Kc)、静圧が負の範囲までも推定してファン動
作点の計算を行うものである。また、得られた結果はフ
ァン要素両端ノードに境界条件として与えられる(ステ
ップ812)。以上の処理を行うことで、ファンが特殊
な条件で動作しても正しく動作点を求めることができ
る。In the fan section flow rate correction processing in the case where the fan special operation processing section 64 is provided, the processing routine of FIG. 21 is executed. In the fan section flow rate correction processing, the processing up to the reading processing of the pressure at the both ends nodes of the fan element (step 80
Steps 2 to 804) are the same as those described in the first embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that the node pressures Pl and P2 are passed to the fan special operation processing unit 64 at this stage. After the process of reading the pressure at the both ends of the fan element (step 804), the magnitudes of the node pressures Pl and P2 are compared (step 806). At this time, if the pressure on the suction port side of the fan is lower than the pressure on the discharge port side of the fan, the same processing (steps 810 to 812) as in the first embodiment is executed. Conversely, when the suction port side pressure of the fan is higher than the discharge port side pressure of the fan, the fan special operation processing section 64 executes fan static pressure / flow rate extrapolation calculation processing (step 808). In this process, using data in a normal operating range, data outside the range is obtained, and then an operating point is obtained. That is, FIG.
As shown in (A), the static pressure / air flow curve of the fan is extrapolated (characteristic Kc), and the static pressure is estimated even in a negative range to calculate the fan operating point. Further, the obtained result is given as a boundary condition to both end nodes of the fan element (step 812). By performing the above processing, the operating point can be correctly obtained even if the fan operates under special conditions.
【0084】以上説明したように、本実施の形態に係る
熱解析装置では、ファン特殊動作処理部64を設けるこ
とにより、プッシュ・プル型ファンを用いた場合につい
ても安定して解を求めることが可能となる。As described above, in the thermal analysis apparatus according to the present embodiment, by providing the fan special operation processing section 64, a solution can be stably obtained even when a push-pull type fan is used. It becomes possible.
【0085】(第6の実施の形態)図24には、本第6
の実施形態に係る熱解析装置が示されている。なお、本
実施の形態の熱解析装置は、上記第5の実施の形態の熱
解析装置と略同様の構成であるため、同一部分には同一
符号を付して詳細な説明を省略する。(Sixth Embodiment) FIG. 24 shows the sixth embodiment.
2 shows a thermal analysis apparatus according to the embodiment. Note that the thermal analyzer of the present embodiment has substantially the same configuration as the thermal analyzer of the fifth embodiment, and thus the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will not be repeated.
【0086】本実施の形態の熱解析装置は、入出力処理
部3Eを備えており、入出力処理部3Eは3次元形状デ
ータ処理部31、結果表示処理部32、異常動作ファン
表示部38を備えている。異常動作ファン表示部38は
入力装置2に接続されている。The thermal analyzer of this embodiment has an input / output processing unit 3E. The input / output processing unit 3E includes a three-dimensional shape data processing unit 31, a result display processing unit 32, and an abnormal operation fan display unit 38. Have. The abnormal operation fan display section 38 is connected to the input device 2.
【0087】また、本実施の形態の熱解析装置はデータ
記憶部4Aを備えており、データ記憶部4Aは形状デー
タ41、ノード座標データ42、ネットワークデータ4
3、圧力風量データ44、温度データ45、異常動作フ
ァンデータ46を記憶するための記憶領域を含んでい
る。データ記憶部4Aは、データ記憶部4Aに記憶され
た各種データが結果表示処理部32及び異常動作ファン
表示部38に入力されるように、入出力処理部3Eに接
続されている。また、演算処理部6Cのファン特殊動作
処理部64は、データ記憶部4Aに、処理結果が異常動
作ファンデータ46として記憶されるように接続されて
いる。The thermal analysis apparatus according to the present embodiment includes a data storage unit 4A. The data storage unit 4A stores the shape data 41, the node coordinate data 42, and the network data 4A.
3, a storage area for storing pressure air volume data 44, temperature data 45, and abnormal operation fan data 46. The data storage unit 4A is connected to the input / output processing unit 3E so that various data stored in the data storage unit 4A are input to the result display processing unit 32 and the abnormal operation fan display unit 38. Further, the fan special operation processing unit 64 of the arithmetic processing unit 6C is connected to the data storage unit 4A so that the processing result is stored as the abnormal operation fan data 46.
【0088】次に、本実施の形態の作用を説明する。な
お、本実施の形態に係る熱解析装置のファン特殊動作処
理部64及び異常動作ファン表示部38と異常動作ファ
ンデータ46の作用について詳細に説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described. The operation of the fan special operation processing unit 64, the abnormal operation fan display unit 38, and the abnormal operation fan data 46 of the thermal analysis device according to the present embodiment will be described in detail.
【0089】上記第5の実施形態において説明したよう
に、ファン特性計算処理部63ではファン要素両端のノ
ード圧力を比較し、ファンの静圧が負であれば、処理は
ファン特殊動作計算部64に移される。ここで、ファン
の静圧が負となるような動作点を持つファンは、異常動
作の可能性が高い。このファン要素の識別名や、動作風
量、動作静圧は、ファン特殊動作計算部64に処理が移
された段階で、異常動作ファンデータ46に記憶保持さ
れる。このデータは反復計算の度にクリアされる。結果
的に、演算処理部6Cの処理が終了すると、最新の異常
動作ファンデータ46がデータ記憶部4Aに保存される
ことになる。As described in the fifth embodiment, the fan characteristic calculation processing section 63 compares the node pressures at both ends of the fan element. If the static pressure of the fan is negative, the processing is performed by the fan special operation calculation section 64. Moved to Here, a fan having an operating point at which the static pressure of the fan becomes negative has a high possibility of abnormal operation. The identification name of the fan element, the operation air volume, and the operation static pressure are stored and held in the abnormal operation fan data 46 at the stage when the processing is transferred to the fan special operation calculation unit 64. This data is cleared at each iteration. As a result, when the processing of the arithmetic processing unit 6C ends, the latest abnormal operation fan data 46 is stored in the data storage unit 4A.
【0090】異常動作ファン表示部38は、異常動作フ
ァンデータ46を読み込むことで、計算結果である圧
力、風量、温度などのデータをコンタ図やベクトル図な
どの各種分布表示形式に加工し、表示装置1で表示され
る。例えば図25に示すように、形状表示画面で異常動
作ファンは色を着けて視覚的に表示される。また、静圧
差の数値を形状表示画面でファン近くに表示する。その
他に、メッセージエリアに警告メッセージを視覚的に表
示するなど様々な方法が考えられる。The abnormal operation fan display section 38 reads the abnormal operation fan data 46, processes the data such as pressure, air volume, and temperature as the calculation results into various distribution display formats such as contour diagrams and vector diagrams, and displays the processed data. Displayed on device 1. For example, as shown in FIG. 25, the abnormal operation fan is visually displayed in color on the shape display screen. The numerical value of the static pressure difference is displayed near the fan on the shape display screen. In addition, various methods such as visually displaying a warning message in the message area are conceivable.
【0091】以上説明したように、本実施の形態に係る
熱解析装置においては、異常動作ファン表示部38を備
え、異常動作ファンデータ46を記憶保持することによ
り、ファンの異常動作を確実に検出することができ、信
頼性の高い冷却系設計が可能となる。As described above, the thermal analysis apparatus according to the present embodiment is provided with the abnormal operation fan display section 38 and stores and stores the abnormal operation fan data 46, whereby the abnormal operation of the fan can be reliably detected. The cooling system can be designed with high reliability.
【0092】なお、上記第1乃至第6の実施の形態で
は、ノード法をベースとして説明したが、本発明は、そ
の他に有限体積法、差分法、有限要素法などの解析手法
においても適用できるものである。解析の結果として、
圧力、風量(風速)、温度を数値データとして出力でき
るもので、解析用モデルの中で、ファンが識別して管理
されていれば、すべて本発明が適用できる。Although the first to sixth embodiments have been described based on the node method, the present invention can be applied to other analysis methods such as the finite volume method, the difference method, and the finite element method. Things. As a result of the analysis,
It is possible to output pressure, air volume (wind speed), and temperature as numerical data, and the present invention can be applied to all models as long as the fans are identified and managed in the analysis model.
【0093】[0093]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ァン周辺の流体の圧力差に基づいて算出したファンの動
作流量を用いて、ファン周辺の流体の流量を補正するよ
うにしたので、ファン特性を考慮した熱解析を容易に行
うことができる電子機器用熱解析装置を得ることできる
という優れた効果を有する。As described above, according to the present invention, the flow rate of the fluid around the fan is corrected using the operating flow rate of the fan calculated based on the pressure difference of the fluid around the fan. There is an excellent effect that it is possible to obtain a thermal analysis device for electronic equipment that can easily perform thermal analysis in consideration of fan characteristics.
【図1】本発明の第1の実施形態に係る電子機器用熱解
析装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a thermal analysis device for electronic equipment according to a first embodiment of the present invention.
【図2】従来の熱解析装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional thermal analysis device.
【図3】ファンの静圧・風量特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing static pressure / air volume characteristics of a fan.
【図4】ファンの諸特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing characteristics of a fan.
【図5】従来の演算処理ルーチンを示すフローチャート
である。FIG. 5 is a flowchart showing a conventional arithmetic processing routine.
【図6】本発明の演算処理ルーチンを示すフローチャー
トである。FIG. 6 is a flowchart showing an arithmetic processing routine of the present invention.
【図7】ファン部流量補正処理ルーチンを示すフローチ
ャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a fan unit flow rate correction processing routine.
【図8】ファン要素とその両端のノードを示す概略図で
ある。FIG. 8 is a schematic diagram showing a fan element and nodes at both ends thereof.
【図9】ファン特性データレコードの例を示すための図
である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a fan characteristic data record.
【図10】ファンの静圧P1、P2から流量を求める手
順を示すための図である。FIG. 10 is a diagram showing a procedure for obtaining a flow rate from static pressures P1 and P2 of a fan.
【図11】本発明の第2の実施形態に係る電子機器用熱
解析装置の概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a thermal analysis device for electronic equipment according to a second embodiment of the present invention.
【図12】ファン動作点計算処理部の処理ルーチンを示
すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating a processing routine of a fan operating point calculation processing unit.
【図13】ファン動作点表示処理部の処理ルーチンを示
すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart illustrating a processing routine of a fan operating point display processing unit.
【図14】ファン動作点表示画面の例を示すための図で
ある。FIG. 14 is a diagram showing an example of a fan operating point display screen.
【図15】本発明の第3の実施形態に係る電子機器用熱
解析装置の概略構成図である。FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a thermal analysis device for electronic equipment according to a third embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第4の実施形態に係る電子機器用熱
解析装置の概略構成図である。FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a thermal analysis device for electronic equipment according to a fourth embodiment of the present invention.
【図17】ファン寿命と温度との関係を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a relationship between fan life and temperature.
【図18】ファン温度計算処理部の処理ルーチンを示す
フローチャートである。FIG. 18 is a flowchart illustrating a processing routine of a fan temperature calculation processing unit.
【図19】ファン寿命計算処理部の処理ルーチンを示す
フローチャートである。FIG. 19 is a flowchart illustrating a processing routine of a fan life calculation processing unit.
【図20】本発明の第5の実施形態に係る電子機器用熱
解析装置の概略構成図である。FIG. 20 is a schematic configuration diagram of a thermal analysis device for electronic equipment according to a fifth embodiment of the present invention.
【図21】第5の実施形態に係るファン部流量補正処理
ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart illustrating a fan unit flow rate correction processing routine according to a fifth embodiment.
【図22】プッシュ・プル型ファンを示す概略図であ
る。FIG. 22 is a schematic diagram showing a push-pull fan.
【図23】(A)は静圧が負になるファンの動作範囲を
示すための図であり、(B)は風量の大きいファンと風
量の小さいファンとの特性を示すための図である。FIG. 23A is a diagram for illustrating an operating range of a fan having a negative static pressure, and FIG. 23B is a diagram illustrating characteristics of a fan having a large air volume and a fan having a small air volume.
【図24】本発明の第6の実施形態に係る電子機器用熱
解析装置の概略構成図である。FIG. 24 is a schematic configuration diagram of a thermal analyzer for electronic equipment according to a sixth embodiment of the present invention.
【図25】第6の実施形態に係る異常動作ファン表示部
の画面表示例を示すための図である。FIG. 25 is a diagram illustrating a screen display example of the abnormal operation fan display unit according to the sixth embodiment.
1 表示装置 2 入力装置 3 入出力処理部 4 データ記憶部 5 ネットワークデータ生成処理部 6 演算処理部 7 ライブラリデータ記憶部 61 通風回路演算処理部 62 熱回路演算処理部 63 ファン特性計算処理部 72 ファン特性データ 33 ファン動作点計算処理部 34 ファン動作点表示処理部 35 ファン騒音計算処理部 36 ファン寿命計算処理部 37 ファン温度計算処理部 75 ファン騒音特性データ 76 ファン寿命特性データ 64 ファン特殊動作処理部 38 異常動作ファン表示部 46 異常動作ファンデータ REFERENCE SIGNS LIST 1 display device 2 input device 3 input / output processing unit 4 data storage unit 5 network data generation processing unit 6 operation processing unit 7 library data storage unit 61 ventilation circuit operation processing unit 62 thermal circuit operation processing unit 63 fan characteristic calculation processing unit 72 fan Characteristic data 33 Fan operating point calculation processing unit 34 Fan operating point display processing unit 35 Fan noise calculation processing unit 36 Fan life calculation processing unit 37 Fan temperature calculation processing unit 75 Fan noise characteristic data 76 Fan life characteristic data 64 Fan special operation processing unit 38 Abnormal operation fan display section 46 Abnormal operation fan data
Claims (7)
策設計を支援する電子機器用熱解析装置であって、 静圧と風量との関係を定めたファンの特性データを記憶
した記憶手段と、 前記電子機器に配設された前記ファンの両側の流体の圧
力差を求め、求めた圧力差及び前記ファンの特性データ
に基づいてファンの動作流量を求め、求めた動作流量に
基づいて前記ファン周辺の流体の流量を求める演算手段
とを備えたことを特徴とする電子機器用熱解析装置。1. A thermal analysis device for electronic equipment which supports design of measures against heat generation of electronic equipment using a computer, comprising: storage means for storing characteristic data of a fan defining a relationship between static pressure and air flow; The pressure difference between the fluids on both sides of the fan provided in the electronic device is determined, the operating flow rate of the fan is determined based on the determined pressure difference and the characteristic data of the fan, and the operating flow rate around the fan is determined based on the determined operating flow rate. A thermal analysis device for electronic equipment, comprising: a calculation means for determining a flow rate of a fluid.
両側の流体の圧力差に基づいて、前記ファンの動作点を
計算する計算手段を更に備えたことを特徴とする請求項
1に記載の電子機器用熱解析装置。2. The electronic device according to claim 1, further comprising calculating means for calculating an operating point of the fan based on an operating flow rate of the fan and a pressure difference between fluids on both sides of the fan. Thermal analysis equipment for equipment.
量との関係を表す特性曲線と、前記動作点とを表示する
表示手段を更に備えたことを特徴とする請求項2に記載
の電子機器用熱解析装置。3. The electronic apparatus according to claim 2, further comprising a display unit for displaying a characteristic curve representing a relationship between a static pressure and an air flow based on characteristic data of the fan, and the operating point. For thermal analysis.
ベルとの関係を定めたファンの騒音特性データを記憶し
た騒音データ記憶手段と、 前記ファンの動作流量及び前記ファンの騒音特性データ
に基づいて前記ファンの騒音レベルを推定する推定手段
とを更に備えたことを特徴とする請求項1乃至3いずれ
か1項に記載の電子機器用熱解析装置。4. A noise data storage means for storing noise characteristic data of a fan which defines a relationship between an operation flow rate and a noise level of the fan, and the noise data storage means based on the operation flow rate of the fan and the noise characteristic data of the fan. 4. The thermal analysis apparatus for an electronic device according to claim 1, further comprising: an estimating unit configured to estimate a noise level of the fan.
求めた温度情報に基づいて前記ファンの周囲温度を計算
する温度計算手段と、 ファンについての周囲温度と寿命との関係を定めたファ
ンの寿命特性データを記憶した寿命データ記憶手段と、 前記ファンの周囲温度及び前記ファンの寿命特性データ
に基づいて前記ファンの寿命を予測する予測手段とを更
に備えたことを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項
に記載の電子機器用熱解析装置。5. Obtaining temperature information of fluid on both sides of the fan,
Temperature calculation means for calculating the ambient temperature of the fan based on the obtained temperature information; life data storage means for storing life characteristic data of the fan that defines a relationship between the ambient temperature and the life of the fan; The thermal analysis apparatus for an electronic device according to claim 1, further comprising: a prediction unit configured to predict a life of the fan based on ambient temperature and life characteristic data of the fan.
囲を通常使用範囲と定め、前記通常使用範囲内のファン
の特性データに基づいて、前記通常使用範囲外における
ファンの特性データを求め、求めた通常使用範囲外のフ
ァンの特性データに基づいて、前記ファンの動作点を算
出する算出手段を更に備えたことを特徴とする請求項1
乃至5のいずれか1項に記載の電子機器用熱解析装置。6. An operating range determined by the characteristic data of the fan is defined as a normal use range, and the characteristic data of the fan outside the normal use range is determined based on the characteristic data of the fan within the normal use range. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising a calculating unit configured to calculate an operating point of the fan based on characteristic data of the fan outside the normal use range.
The thermal analysis device for an electronic device according to any one of claims 1 to 5.
情報を異常動作ファンデータとして記憶する異常動作フ
ァンデータ記憶手段と、 前記異常動作ファンデータ記憶手段に前記情報が記憶さ
れたとき、前記ファンの動作異常警告を表示する警告表
示手段とを更に備えたことを特徴とする請求項6に記載
の電子機器用熱解析装置。7. An abnormal operation fan data storage means for storing information on the operating point calculated by said calculation means as abnormal operation fan data, and when the information is stored in the abnormal operation fan data storage means, 7. The thermal analysis apparatus for electronic equipment according to claim 6, further comprising a warning display unit for displaying an operation abnormality warning.
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