Fachartikel aus MECHATRONIK 3-4/2011, S. 45 bis 47

Neuer Simulationsansatz löst thermische Probleme.

Der Abwärme den richtigen Weg bahnen

Simulation ist heute ein Eckpfeiler der mechanischen Konstruktion. Obwohl sie kein Ersatz für „Bauen und Testen“ ist, hat sie immer wieder bewiesen, dass sie das Risiko von Konstruktionsfehlern beim Prototypenbau wirksam reduzieren kann. Die vermehrte Anwendung der Simulation resultiert aus ihrer Fähigkeit, Entwicklern bei der Vorhersage des Verhaltens, auch des thermischen, eines Designs zu helfen.

Bild 1: Das Netzlayout zeigt variierende Zellgrößen

Diese Vorhersagen können für mechanische Belastungen, Druck- und Geschwindigkeitsverteilungen in einer Flüssigkeit oder der thermischen Reaktion auf die Betriebsbedingungen angewendet werden. All diese Verhaltensweisen müssen Ingenieure heute oft innerhalb eines einzigen Projekts berücksichtigen.In den letzten Jahren wurde es immer deutlicher, dass die thermische Simulation ein integraler Bestandteil des mechanischen Konstruktionsprozesses werden muss. Trends auf der Leiterplatten- und Systemebene erhöhen sowohl die funktionale Dichte als auch die Leistungsdichte. Dies bedeutet zwangsläufig, dass immer mehr Wärme abgeführt werden muss, dafür aber immer weniger Pfade zur Verfügung stehen. Zudem müssen sich Konstrukteure in die Disziplin der thermischen Analyse und ihre Werkzeuge einarbeiten. Die Strömungssimulation bietet zwar eine Reihe individueller Fähigkeiten, innovative Strömungssimulationswerkzeuge verwischen jedoch die Grenzen zwischen mechanischer und Strömungsanalyse. Einige dieser Lösungen ermöglichen Konstrukteuren das sofortige Arbeiten mit thermischen Werkzeugen, während andere in bestimmten Anwendungsbereichen eine engere Kopplung von mechanischer und thermischer Analyse unterstützen. Dank dieser Fortschritte haben viele Konstrukteure die „thermische Simulation“ in ihr Leistungsspektrum aufgenommen.

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