Simulation Elektronik Kühlung mit OpenFOAM

Der begrenzte Platz und die hohe Leistungsaufnahme führen schließlich zu einem innovativen Kühlungsdesign für eine breite Palette von Leiterplatten. Die Anordnung der Stromversorgungen, die Abmessungen der Kühlkörper und das Design des Außengehäuses gewinnen an Bedeutung. Thermische Simulationen während des Entwurfsprozesses von Leiterplatten helfen, Überhitzungsprobleme in der späteren Produktionsphase zu vermeiden. 

Unterschiedliche Materialien, die Kombination von Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung in Festkörpern und Luft führen zu einer ziemlich komplexen thermischen Simulation. Die Einstellung von Materialeigenschaften, Randbedingungen, Solver-Einstellungen und Kopplungsbereichen nimmt oft einen nicht geringen Zeitaufwand in Anspruch.

Als Beispiel wird eine typische Leiterplatte mit ihren Komponenten vorgestellt.

Thermische Simulation 

Silentdynamics hat es geschafft, das Simulations-Setup unter Verwendung von OpenFOAM thermischen Solvern (chtMultiRegionFoam, chtMultiRegionSimpleFoam) innerhalb des Frameworks InsightCAE für ein schnelles Preprocessing zu bündeln.

Der Import von CAD-Dateien für jedes Bauteil und der optimierte Prozess der parallelen Vernetzung der Regionen mit snappyHexMesh sind für die konservative thermische Kopplung der verschiedenen Regionen unerlässlich.

Beachten Sie, dass die Verwendung von verschiedenen VIAs, Kupferdrähten, Wärmeleitschichten oder anderen wärmebezogenen Punkten im Simulationsmodell berücksichtigt werden muss. Mit Hilfe von Regionsmodellierung, CellSet’s und Schichtdefinition für jedes Bauteil können alle erforderlichen thermischen Eigenschaften berücksichtigt werden.

Durch die Möglichkeit, spezielle Platzhalter zu definieren, ist der Aufbau der CHT-Simulation nahezu automatisiert. 

Darüber hinaus bilden eine verbesserte Behandlung der Wärmestrahlung und optimierte Solvereinstellungen die Grundlage für stabile und konvergente Simulationen.