Blogginlägg Volupe

Assistenter och tillägg i Simcenter Star-CCM+ del 2, E-cool

Den här veckans blogginlägg från Volupe är en fortsättning på en tidigare veckas introduktion till guider och tillägg i Simcenter Star-CCM+ (https://volupe.se/wizards-and-add-ons-in-simcenter-star-ccm-part-1/). Medan vi förra gången fokuserade på assistenterna, där du i princip får hjälp när du står inför ett specifikt problem, ska vi den här veckan titta på tillägget Electronics Cooling Toolset. I det här verktyget har du möjlighet att importera IDF (vilket är kopplat till förra veckans beskrivning av guiden för IDF-import) men även ODB++ (öppen databas). Verktygslådan ger ett förenklat tillvägagångssätt med följande Simcenter STAR-CCM+ för att utföra simulations värmestyrning av elektroniska apparater.

Verktygslåda för elektronisk kylning

Electronic Cooling Toolkit (E-cool) är ett verktyg i Simcenter som inte kräver någon extra licens. Verktygslådan aktiveras genom att klicka på WindowàToolbarsàElectronics cooling eller genom att dra och släppa symbolen för elektronisk kylning från anpassningsalternativet.

 

 

 

 

 

 

 

 

När symbolen finns i verktygsfältet kan du klicka på den för att aktivera specifika GUI-alternativ. I det extra fönster som öppnas har du ett anpassat träd med vissa tillägg som är specifika för verktygslådan för elektronisk kylning.

 

 

 

 

 

 

 

De viktigaste funktionerna i Electronics Cooling Toolset är:

Geometri

  • Geometrigenerering som baseras på enkla formmallar.
  • Import av IDF-filer (Intermediate Data Format) och ODB++-filer (Open Database).
  • Import av CAD-modeller från andra CAD-paket
  • Överföring av CAD-data från Simcenter STAR-CCM+ CAD-modellerare

Fysik

  • Tid: Beräkningar av stationärt tillstånd
  • Lösningsdomäner: flera domäner (fluid och solid)
  • Värmeöverföringssätt: konduktion, konvektion (påtvingad och flytkraftsdriven) och strålning (våglängdsoberoende strålningsvärmeöverföring från yta till yta (S2S)).
  • Flödesregim: laminär eller turbulent (realiserbar K-Epsilon Two-Layer All Y+)
  • Tillståndsekvation: konstant densitet eller idealisk gas

Villkor

  • Miljö: omgivande randvillkor
  • Termisk specifikation: specifikation av material eller specifikation av lager (PCB).
  • Kompakta värmemodeller: motståndsnätverk för chips
  • Värmeavledning: volymetriska värmekällor

Nät

  • Volym Mesh: Trimmad cellmesher genererar huvudsakligen hexaedriska celler.
  • Prismatiska lager: prismatiska celler på väggar för noggrannhet i gränsflödet.
  • Cellstorlek: Automatisk beräkning av mål- och minimistorlek för celler som baseras på modellens totala storlek.
  • Nätförfining: integrerade funktioner för nätförfining för att upptäcka och fånga komplexa geometrier.
  • Lokala nätkontroller: anpassning av cellstorlek på ytor och inom volymetriska zoner

Lös

  • Segregerad lösare för flöde och energi
  • Lösare under avspänning
  • Liveövervakning av lösningsdata

Resultat

  • Visualisering av geometri, skalära och vektormängder
  • Tillgång till lösningsdata genom strömlinjer, isoytor och plana sektioner.
  • Residualer och XY-plottar
  • Sammanfattande rapporter

 

Modellering av chip

Verktygslådan för elektronisk kylning förenklar simuleringen av chips. Den möjliga detaljnivån för ett chip är enorm och simuleras bäst med hjälp av någon form av antaganden.

 

 

 

 

 

 

 

Den första metoden är att simulera chipet som en solid modell, så att du får en solid del som är tillverkad av ett visst material. Överskottet av värme simuleras med hjälp av en total värmekälla för delen. Det andra alternativet är att använda en kompakt termisk modell (Compact thermal model, CTM). Den modellen representerar den kritiska värmeflödesvägen inuti paketet med hjälp av ett termiskt motståndsnätverk. Varje nod i nätverket motsvarar en yta av paketet eller ett område inom paketet och är associerad med en enda temperatur. CTM-metoden är mer exakt än en solid modell. Den kräver inte ett volymnät inuti förpackningen, vilket också gör den mindre kostsam i beräkningen. Den kräver tillgång till detaljer om värmeflödet i förpackningen. Följande typer av motståndsnätverk finns tillgängliga i Simcenter STAR-CCM+:

Modellering av PCB

Ett PCB (Printed Circuit Board) är vanligtvis den kretskort där dina chip sitter. Den är ofta uppbyggd av flera skikt med olika delar av koppar för att öka ledningsförmågan och värmeöverföringen. Även här kan man välja ett enklare tillvägagångssätt med en enkel fast substans, som kanske ges en anisotropisk konduktivitet för att ta hänsyn till cupernas utseende i varje lager. Det andra alternativet är att använda ett detaljerat tillvägagångssätt och representera kretskortet som en sammansättning av flera skiktade fasta delar.

Modellering av värmeledningsförmågan för varje skikt kan ske antingen genom att ange metallfraktionen av metall i varje skikt. Värmekonduktiviteten är isotrop i hela lagret och beräknas som en funktion av metallfraktionen och värmeledningsförmågan hos metallen och det dielektriska materialet. Det andra alternativet är att ange en bildfil, importera en bitmappad bild som representerar skiktens metallinnehåll. Sedan lokaliserar verktygslådan metallen utifrån bildens gråskala och skapar en karta över värmeledningsförmågan. Denna karta omvandlas sedan till en tabell och mappas på volymenätet för respektive lager.

 

 

 

 

 

 

Observera att det finns en omfattande riktlinje för bästa praxis för kylning av elektronik på supportcentret, som du hittar på följande sida länk. Om du vill testa detta finns det handledningar om detta i det handledningspaket som är kopplat till Simcenter STAR-CCM+ och en snabb översikt i videohandledningen nedan.

 

Jag hoppas att detta har gett dig en kort introduktion till möjligheterna att simulera elektronik inom Simcenter Star-CCM+. Mer information finns i dokumentationen. Om du har några frågor, tveka inte att kontakta oss på följande adress support@volupe.com.

Läs också:
Så här ställer du in guiden i Simcenter FloEFD
Simcenter Flotherm™
Produkter - Siemens Simcenter Software
Blogginlägg Volupe

Fler blogginlägg

sv_SESwedish