Microwave Heating

マイクロ波加熱

物質のマイクロ波加熱は、家事や一般産業で広く利用されています。

このプロセスは、電磁場を300MHz～300GHzの高周波の範囲で操作され、電磁波は反射と

同時に散乱と吸収をともないます。

このショーケースでは、オーブン内のサンプル物質のマイクロ波加熱のシュミレーショ

ンにADINA-EMの利用を紹介します。

図1、マイクロ波オーブン

まず、サンプルの無い状態でオーブン内の2次元の電磁波共鳴を調査します。

図2～4のプロットは、高い励起周波数の磁界（虚部）と電界（実部）の強度を示します

注目すべきは、ADINA-EMは、同一モデルの一回の演算において低周波から高周波に渡っ

て走査ができることです。

ページトップのアニメーションは、計算された異なる周波数におけるキャビティ内の電

磁場モードを表しています。

図2、2次元電磁場：2.2GHzの励起周波数における磁界の強さ（左）と

電界の強さ（右）

図3、2次元電磁場：2.45GHzの励起周波数における磁界の強さ（左）と

電界の強さ（右）；オーブン内の共鳴に注目

図4、2次元電磁場：2.7GHzの励起周波数における磁界の強さ（左）と

電界の強さ（右）

次に、サンプルが在る場合の3次元マイクロ波加熱をモデル化します。

図5と図6は、オーブンの切断面における電界と磁界の強さを示しています。

電界と磁界のバンドプロットは、オーブン内にサンプルが存在することによる散乱の

効果を示しています。

3Dアニメーションは、マイクロ波加熱プロセス中に時間変化するサンプル物質の温度を

示しています。

食べ物を加熱したいときのように、サンプル物質が一様に加熱されているのがわかり

ます。このようなことは、材料の処理やセラミックの亀裂防止で望まれることです。

図5、3Dマイクロ波加熱：磁界の強さ、実部（左）と虚部（右）

図6、3Dマイクロ波加熱：電界の強さ、実部（左）と虚部（右）

ADINA-EMには様々な適用が考えられます。ADINA-EMの他の適用事例の紹介は

ここを参照下さい。

参考文献

J. Clemens and C. Saltiel, "Numerical modeling of materials processing in microwave furnaces",

 Int.

キーワード：

電磁場、マイクロ波、輻射、加熱、加工材料、導波管、拡散、反射、吸収、共振、キャビティ、炉、

オーブン、周波数走査