การประยุกต์ใช้การจำลองความร้อนในการออกแบบความร้อนทางอิเล็กทรอนิกส์ของยานยนต์

ปัจจุบัน ฟังก์ชั่นอิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์มีเพิ่มมากขึ้น และในไม่ช้าก็จะเกินค่าที่ได้รับจากฟังก์ชั่นทางกล ฟังก์ชั่นอิเล็กทรอนิกส์กำลังกลายเป็นองค์ประกอบหลักในการแข่งขันของรุ่นต่างๆ ข้อจำกัดในการส่งมอบโมเดลตรงเวลาไม่ใช่การออกแบบเชิงกลไกอีกต่อไป แต่เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และซอฟต์แวร์ ดังนั้นเราจึงไม่ควรออกแบบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้อย่างรวดเร็วเท่านั้น แต่ยังต้องทำให้มีประสิทธิภาพ คุณภาพ และตรงตามมาตรฐานความน่าเชื่อถืออีกด้วย

แหล่งความร้อนหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือชิปเซมิคอนดักเตอร์ (IC) ชิปเหล่านี้ไวต่ออุณหภูมิมาก ซึ่งทำให้การออกแบบการระบายความร้อนถือเป็นเรื่องท้าทาย ความร้อนสูงเกินไปจะทำให้ชิปเสียหายก่อนเวลาอันควร ด้วยฟังก์ชันที่เพิ่มขึ้น ปัญหาการกระจายความร้อนที่เกี่ยวข้องจึงมีมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งกลายเป็นปัจจัยจำกัดที่อาจเกิดขึ้นในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สำหรับอุปกรณ์หลัก จำเป็นต้องมีกลยุทธ์การระบายความร้อนที่เหมาะสมเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและความล้มเหลว

การจัดการระบายความร้อนที่ดีควรได้รับการออกแบบในขั้นตอนแนวคิดของกระบวนการพัฒนา ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มักเป็นระบบที่ซับซ้อนและต้องการความร่วมมือจากแผนกออกแบบหลายแห่งที่มีพื้นฐานแตกต่างกัน: วิศวกร IC และ FPGA, วิศวกรโครงร่าง PCB, วิศวกรการผลิต, นักพัฒนาซอฟต์แวร์, วิศวกรความน่าเชื่อถือ, นักออกแบบเครื่องกล, การตลาด, วิศวกรไฟฟ้าความถี่วิทยุ และความเร็วสูง ฯลฯ ในขั้นตอนแนวคิด จำเป็นต้องตัดสินใจเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของผลิตภัณฑ์ มันเกี่ยวข้องกับ "พลังงานความร้อนที่สร้างขึ้นโดยระบบสามารถจัดการได้อย่างมีประสิทธิภาพตามพื้นที่ ขนาด ประสิทธิภาพและฟังก์ชันที่ต้องการหรือไม่"

นักออกแบบเครื่องกลหรือวิศวกรออกแบบการระบายความร้อนสามารถสร้างแบบจำลองแนวความคิดของ IC, PCB และแชสซีได้อย่างง่ายดาย จากนั้นจำลองแบบจำลองเพื่อดูว่าสามารถกระจายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่ หากเป็นเช่นนั้น การออกแบบสามารถดำเนินการได้จากมุมมองของการจัดการระบายความร้อน หากบุคลากรของแผนกออกแบบอื่นๆ พบว่าไม่สามารถดำเนินการได้หลังจากขั้นตอนแนวคิด พวกเขาอาจจำเป็นต้องเปลี่ยนข้อกำหนดด้านการทำงาน ข้อมูลจำเพาะด้านขนาด อุปกรณ์ที่ใช้ หรือปัจจัยอื่น ๆ ของระบบ อย่างไรก็ตาม หากพบปัญหาและออกแบบใหม่ในกระบวนการพัฒนาครั้งต่อไป ต้นทุนก็จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

การใช้ซอฟต์แวร์จำลองความร้อนล่าสุด วิศวกรออกแบบสามารถทำการวิเคราะห์ส่วนหน้า เข้าใจแนวโน้ม แก้ปัญหาได้อย่างรวดเร็ว แก้ปัญหาและเปรียบเทียบแผนงานต่างๆ ได้อย่างรวดเร็ว เพื่อให้โครงการมีความคืบหน้ามากขึ้น เพื่อเสริมการทำงานของ นักวิเคราะห์เต็มเวลาในขั้นตอนการตรวจสอบภายหลังของโครงการ เมื่อเปรียบเทียบกับซอฟต์แวร์ CFD แบบเดิม รอบเวลาการจำลองสามารถสั้นลงจากสองสามสัปดาห์เหลือสองสามวันหรือหนึ่งวัน นักออกแบบสามารถเปรียบเทียบแผนการออกแบบที่หลากหลายเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่แข่งขันได้และเชื่อถือได้มากขึ้น และรอบเวลาการจำลองที่สั้นลงก็สามารถเร่งการเปิดตัวผลิตภัณฑ์ได้เร็วขึ้น