6 SigmaET

Numerische CFD - Simulation

Computational Fluid Dynamics (CFD) ist eine etablierte Methode der Strömungsmechanik, die für die thermische Simulation eingesetzt werden kann. Dabei können folgende Effekte berücksichtigt werden: Die Bewegung von Umgebungsluft durch freie oder erzwungene Konvektion, die Berechnung der Wärmeübergänge an Luft-Fest-Flächen, die Berechnung der Wärmeleitung in Körpern und an den Kontaktflächen sowie die Berechnung der Wärmeabgabe und Wärmeaufnahme durch infrarote Strahlung.

Am Konzept und virtuellen Prototypen lernen

Am virtuellen Prototypen lernen

Um ein System thermisch robust gestalten zu können, muss man das Entwärmungskonzept so frühzeitig wie möglich definieren. 6SigmaET erlaubt es, am Anfang des Entwurfszyklus erste grundsätzliche Überlegungen grob zu skizzieren. Dieses Konzept kann jedoch bereits thermisch simuliert werden. Wenn später mehr Informationen zur Verfügung stehen, kann das Konzept verfeinert und iterativ simuliert werden. So wird aus der "Skizze" schrittweise ein realitätsgetreuer "virtueller Prototyp", dessen Simulationsergebnisse sich weitgehend mit den abschließenden Messungen decken werden.

Import von mCAD Daten (STL)

Thermodynamische Effekte werden stark durch die mechanischen Abmessungen und Materialeigenschaften beeinflusst. Dabei müssen Gehäuseöffnungen, Stege oder Ableitbleche, an denen Verwirbelungen entstehen, berücksichtigt werden. Neben der integrierten 3D-Konstruktionsoberfläche ist es mit 6SigmaET möglich, detailgetreue mCAD-Daten einzulesen und ohne aufwändige Nachbearbeitung direkt für die Strömungssimulation zu verwenden. Der integrierte Multicore-Solver lässt selbst Projekte mit 50 Millionen Zellen in einer überschaubaren Zeitspanne.

Transientenanalysen

Neben dem "eingeschwungenem Zustand" benötigt man auch Möglichkeiten, um das Aufwärm- und Abkühlverhalten einer Schaltung zu betrachten, da sich über mehrere Aufwärmzyklen bei nicht vollständiger Abkühlung die absolute Temperatur über den Maximalwert hinaus erhöhen kann. Hier bietet 6SigmaET die Möglichkeit die Verlustleistungsabgabe der Bauteile über die Zeitprofile zu takten. Lüfter sind über virtuelle Sensoren temperaturabhängig steuerbar und werden somit in transienten Berechnungen sehr realistisch abgebildet.

Kostenloser Viewer

Im kostenlosen 6SigmaVIEWER können die Originaldaten der Rechenergebnisse aus thermischen Simulationen geöffnet und visualisiert werden. So können Ergebnisse in Projektbesprechungen bzw. mit Kunden präsentiert und besprochen werden. Die in den Simulationsergebnissen enthaltenen Objekte können gedreht und gezoomt werden, wobei einzelne Flächen und Partikelströme ein- und ausgeblendet werden können. Mit dem Viewer lassen sich alle Ergebnisse später leicht analysieren und veranschaulichen.

Import von elektronischen Bauteilen

Bei der thermischen Simulation von elektrischen Schaltungen mit 1.000 und mehr Bauteilen können Vereinfachungen getroffen werden. Die Entscheidung, welche Bauteile letztendlich exakt betrachtet werden müssen, ergibt sich aus den vom eCAD System eingelesenen Parametern. Da Bauteilinformationen durch IDF-Daten importiert werden können, sind Werte wie Referenz- Designator, Bauteiltyp (IC, Passive, Stecker) und deren physikalische Abmessungen (x,y,z) bekannt. Wenn in den PCB-Daten bereits Werte für ein 2R-Temperaturmodell oder die maximale Leistung gepflegt wurden, können diese Informationen ausgewertet werden.

Vorteile und Alleinstellungsmerkmale

Mit der thermischen Simulation verkürzen Sie Ihren Entwicklungszyklus, indem Sie am Prototyp lernen. Sie sparen Zeit und Geld, weil Sie falsche Konzepte frühzeitig verwerfen können, schnell und kostengünstig optimieren und ohne zusätzlichen Aufwand alternative Varianten erstellen können. Der Musteraufbau völlig ohne Materialeinsatz rückt damit in greifbare Nähe. Darüber hinaus gewinnen Sie durch die aussagekräftige 3D-Visualisierung zusätzliche Erkenntnisse über die thermischen Abläufe im Inneren Ihres Systems. Möglichkeiten wie frei verschiebbare Schnittebenen, virtuelle Thermofühler und animierte Darstellung von Temperatur und Strömung können von konventionellen Methoden nicht geboten werden. Der Betrieb unter extremen Bedingungen, der in der Meßkammer einen beträchtlichen zeitlichen und apparativen Aufwand bedeutet, lässt sich mit 6SigmaET einfach abbilden.