からくり仕事（熱伝導シミュレーション）

熱電変換素子とは、2種類の異なる金属または半導体を接合したものです。

この熱電変換素子の両端に温度差を生じさせると電圧が生じ電子が流れるようになります。

こちらのお客様からの要望は、以下のようなものでした。

• 設計条件を元に熱電変換素子内部の温度分布を予測できるようにしたい。

• 時間とともに両端に生じる温度差が変化する場合、その変化に伴う内部の温度分布も予測したい。

• お客様の方でもプログラムのコードが見えるようにしたい。

2. お客様との打合せ

お客様で使用されている三次元CADには、熱伝導シミュレーションが可能なソフトウエアが含まれていました。

当初は、このソフトウエアの使用を提案しましたが、以下の理由からプログラムを作成することになりました。

• 時間変化に対する予測ができない

• 熱伝導の基礎方程式とプログラミングに展開したアルゴリズムを明示してほしい。

3. プログラミングへの展開

熱伝導の基礎方程式を体積力法で展開し、計算プログラムを作成しました。

熱電変換素子を体積力法が適用できるように、下図に示されるような要素分割からモデルを作成した。