Simulación de enfriamiento electrónico usando OpenFOAM

Las limitaciones de espacio y el alto suministro de energía conducen en última instancia a un diseño de refrigeración innovador para una amplia gama de PCB. La disposición de las fuentes de alimentación, las dimensiones del disipador de calor y el diseño de la carcasa exterior adquieren mayor importancia. Las simulaciones térmicas dentro del proceso de diseño de PCB ayudan a superar los problemas de sobrecalentamiento en la etapa posterior de producción. 

Los diferentes materiales, la combinación de conducción de calor, convección y transferencia de calor radiante dentro de sólidos y aire resultan en una simulación térmica bastante compleja. La configuración de las propiedades del material, las condiciones de contorno, los ajustes del solucionador y las regiones de acoplamiento a menudo consumen un tiempo considerable.

Como ejemplo se presenta una PCB típica con sus componentes.

Simulación térmica 

Silentdynamics ha logrado empaquetar la configuración de la simulación utilizando los solucionadores térmicos de OpenFOAM (chtMultiRegionFoamchtMultiRegionSimpleFoamdentro de su marco InsightCAE para un preprocesamiento rápido.

Importar archivos CAD para cada componente y su proceso de mallado en regiones paralelas optimizadas utilizando snappyHexMesh son esenciales para el acoplamiento de flujo conservativo de las diferentes regiones de calentamiento.

Observe que el uso de diferentes Vías, cables de cobre, capas de conducción de calor u otros puntos relacionados con el calor debe abordarse en el modelo de simulación. Utilizando modelado de regiones, conjuntos de celdas (cellSet's) y definición de capas para cada componente, se pueden considerar todas las propiedades térmicas requeridas.

Permitiendo comodines especiales definidos, la configuración de simulación CHT está casi automatizada. 

Además, el manejo mejorado de la radiación térmica y la optimización de la configuración del solucionador son la base de simulaciones estables y convergentes.