複数変数の扱い

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JUMP(V) という表現は、変数Vに関し CONTACT 境界条件が設定されている境界上であれば、任意の境界条件ステートメント中で使用できます。

 

例えば電気抵抗の場合、電位が接触抵抗の両端でジャンプすることになるので、そこを流れる電流が熱流方程式に対する熱源となります。次の例は厳密に言うと物理的に実現できるわけではありませんが、テクニックの紹介には役に立ちます。Tempに対する Natural 境界条件中に熱源を表す項として JUMP(Phi) という記述が出てくる点に注意してください。Phiは CONTACT 境界条件中に規定されているので、2重に値を持つ量として記録されています。従ってその JUMP がTempに対する境界条件でも使えるようになるわけです。Tempは CONTACT 境界条件中に出てこないので、接合の境界上で一つの値しか取りません。

 

TITLE 'Contact Resistance as a heat source'

VARIABLES

Phi              { the voltage }

Temp             { the temperature }

DEFINITIONS

Kd = 1           { dielectric constant }

Kt = 1           { thermal conductivity }

R = 0.5          { blob radius }

Q = 0            { space charge density }

Res = 0.5        { contact resistance }

EQUATIONS

Phi:         Div(-kd*grad(phi)) = Q

Temp:        Div(-kt*grad(temp) = 0

BOUNDARIES

REGION 1 'box'

START(-1,-1)

VALUE(Phi)=0         { grounded outer walls }

VALUE(Temp)=0        { cold outer walls }

LINE TO (1,-1) TO (1,1) TO (-1,1) TO CLOSE

REGION 2        'blob'        { the embedded blob }

Q = 1        { space charge in the blob }

START 'ring' (R,0)

CONTACT(phi) = -JUMP(phi)/Res

{ the heat source is the voltage difference times the current }

NATURAL(temp) = -JUMP(Phi)^2/Res

ARC(CENTER=0,0) ANGLE=360 TO CLOSE

PLOTS

CONTOUR(Phi)         SURFACE(Phi)

CONTOUR(temp)        SURFACE(temp)

END

 

等温線図には境界上の熱源の効果が示されています。

 

ex903_001