Thermische Analysen Wie die Systemsimulation bei der thermischen Analyse unterstützt

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Festo AG & Co. KG

Weiss Technik GmbH

MTC Micro Tech Components GmbH

FlowCAD EDA-Software Vertriebs GmbH

Die entwicklungsbegleitende thermische Berechnung beginnt bereits in der Designphase. Bei der Produktentwicklung kommt es darauf an, wie die definierten kundenspezifischen Anforderungen umgesetzt werden. Dazu werden experimentelle und analytisch-simulative Techniken eingesetzt.

Für thermische Analysen setzen die Experten von Festo moderne numerische Tools ein. Die Berechnung des konjugierten Wärmeübergangs (Kopplung des Wärmetransports mit Strömungsphänomenen, Conjugate Heat Transfer - CHT) erfolgt sowohl mit kommerzieller als auch mit freier Simulationssoftware. Jede Software hat ihre Stärken in bestimmten Anwendungen. Thermische Berechnungen werden häufig vom ersten Entwurf an in jeder Phase der Produktentwicklung und darüber hinaus benötigt. Die Hardwareentwicklung, die Realisierung der Regelung oder das Condition Monitoring erfordern effiziente Vorgehensweisen und Modelle mit einem angemessenen Detaillierungsgrad für die verschiedenen Produktlebensphasen.

Dabei beginnt die entwicklungsbegleitende thermische Berechnung bereits in der Designphase mit dem sogenannten virtuellen Brick-Test. Es folgt das Netzwerkmodell, welches das thermische Verhalten des Produktes als Systemmodell abbildet und in jeder Entwicklungsphase detailliert und erweitert wird. Zur Erhöhung der Genauigkeit werden Reduced Order Models (ROMs) als Teile des thermischen Netzwerkmodells verwendet oder ersetzen dieses. Die ROMs werden mit klassischer CHT-Software generiert.

Modellierungs- und Analysemethoden am Praxisbeispiel

Die Referenten Dr. Ilja Alkov und Michael Janßen zeigen in ihrem Vortrag auf den Cooling Days, wie die Modellierungs- und Analysemethoden an einem praxisnahen Produkt in verschiedenen Entwicklungsphasen angewendet werden. „In meinem Vortrag werde ich den Einsatz der notwendigen Simulationssoftware erläutern und die Erstellung der thermischen Simulationsmodelle beschreiben sowie deren Einsatz in der Produktentwicklung darlegen“, sagt Dr. Ilja Alkov.

Zu den wichtigsten Aspekten ihres Vortrags zählen Alkov und Janßen die Umsetzung der definierten kundenspezifischen Anforderungen in Design, Dimensionierung, Konstruktion und Fertigung der Produkte„. „In jeder Phase der Produktentwicklung werden experimentelle und analytisch-simulative Techniken eingesetzt, um die Anforderungen zu analysieren und zu verifizieren“, sagt Michael Janßen.

Knowhow und Networking-Event für Leistungselektronik- und Stromversorgungsexperten

Power of Electronics am 17. und 18. Oktober 2023 in Würzburg

Das Elektronikevent für Entwickler und Ingenieure bündelt sechs Spezialkonferenzen, die sich angefangen von der effizienten Stromversorgung über die intelligente Nutzung von elektrischer Leistung, effektiver Elektronikkühlung, neuester Relaistechnik, bis hin zur geordneten Abführung der überschüssigen Energie erstrecken.
Buchen Sie ein Ticket und erhalten Sie die Möglichkeit, die Vorträge aller sechs Veranstaltungen zu besuchen.

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Die Systemsimulation während des Entwicklungsprozessen

„Im Vortrag erfahren die Teilnehmer, wie die Systemsimulation im Entwicklungsprozess bei Festo für thermische Fragestellungen eingesetzt wird. Dabei werden vor allem Aufwand, Nutzen, Prognosesicherheit und notwendige Eingangsinformationen erläutert“, sagt Dr. Alkov. Darüber hinaus zeigen die beiden Referenten auf, welche weiteren Einsatzmöglichkeiten es für die thermischen Systemmodelle gibt und wie sich dies positiv auf die Produktentwicklung auswirken kann.

Die Cooling Days sind Teil des Fachkongresses Power of Electronics als Knowhow und Networking-Event für alle Leistungselektronik- und Stromversorgungsexperten.

Referenten auf den Cooling Days 2023

3D CFD-Simulation

„Ein ausgebildeter Ingenieur kann mit der CFD-Simulation zum Kühlungsexperten werden“

Hybride Kühlkörper

Kupfer und Aluminium lassen sich übergangslos verbinden

Thermisches Verhalten

Leistungselektronik: Mit der Strukturfunktion die Degeneration analysieren

Thermomanagement

Integrierbare Kühlkörper und Online-Thermosimulation

Thermalmanagement

Heatpipes: Wo ein Einsatz des Kühlkreislaufs sinnvoll ist

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