primjena toplinske simulacije u automobilskom elektroničkom toplinskom dizajnu
U današnje vrijeme elektroničke funkcije u automobilima su u porastu i uskoro će premašiti vrijednost koju pružaju mehaničke funkcije. Elektroničke funkcije također postaju glavni konkurentski elementi modela. Ograničenja pravovremene isporuke modela više nisu mehanički dizajn, već elektronika i softver. Stoga ne samo da bismo trebali brzo dizajnirati ove elektroničke komponente, već i omogućiti da imaju visoku izvedbu, kvalitetu i zadovoljavaju standard pouzdanosti.
Glavni izvor topline elektroničke opreme je njezin poluvodički čip (IC). Ovi su čipovi vrlo osjetljivi na temperaturu, što čini toplinski dizajn izazovnim. Pregrijavanje će dovesti do preranog kvara čipa. S povećanjem funkcija, povezani problemi rasipanja topline postaju sve izraženiji, što je postalo potencijalni ograničavajući čimbenik u razvoju elektroničke opreme. Za ključne uređaje potrebne su odgovarajuće strategije hlađenja kako bi se spriječilo pregrijavanje i kvar.
Dobro upravljanje toplinom treba biti osmišljeno u konceptualnoj fazi razvojnog procesa. Ovi su proizvodi često složeni sustavi i zahtijevaju suradnju nekoliko dizajnerskih odjela s različitim iskustvom: inženjera za IC i FPGA, inženjera za raspored PCB-a, inženjera za proizvodnju, programera softvera, inženjera za pouzdanost, inženjera strojarstva, inženjera marketinga, radiofrekvencije i elektrotehnike velikih brzina, itd. U fazi koncepta potrebno je donijeti odluke vezane uz izvedivost proizvoda. Uključuje "može li se toplinskom energijom koju generira sustav učinkovito upravljati prema danom prostoru, veličini, željenoj izvedbi i funkciji?
Mehanički dizajneri ili inženjeri toplinskog dizajna mogu jednostavno stvoriti konceptualne modele IC-a, PCB-a i šasije, a zatim ih simulirati kako bi vidjeli mogu li učinkovito odvoditi toplinu. Ako je tako, dizajn se može nastaviti iz perspektive upravljanja toplinom. Ako je osoblju bilo kojeg drugog odjela za dizajn nemoguće nastaviti nakon faze koncepta, možda će morati promijeniti funkcionalne specifikacije, specifikacije veličine, korištene uređaje ili neke druge čimbenike sustava. Međutim, ako se problem pronađe i redizajnira u narednom procesu razvoja, trošak će se značajno povećati.
Koristeći najnoviji softver za termalnu simulaciju, projektant može izvršiti front-end analizu, shvatiti trend, brzo riješiti problem, brzo riješiti i usporediti različite sheme, kako bi postigao veći napredak projekta, kako bi učinkovito dopunio rad stalni analitičari u kasnijoj fazi verifikacije projekta. U usporedbi s tradicionalnim CFD softverom, vrijeme ciklusa simulacije može se skratiti s nekoliko tjedana na nekoliko dana ili dan. Dizajneri mogu usporediti različite sheme dizajna kako bi razvili konkurentnije i pouzdanije proizvode, a kraće vrijeme ciklusa simulacije može ubrzati lansiranje proizvoda.
