أهمية المحاكاة الحرارية في التصميم الإلكتروني للسيارات
في الوقت الحاضر ، تتزايد الوظائف الإلكترونية في السيارات ، وستتجاوز قريبًا القيمة التي توفرها الوظائف الميكانيكية. أصبحت الوظائف الإلكترونية أيضًا العناصر التنافسية الرئيسية للنماذج. لم تعد قيود تسليم النماذج في الوقت المحدد هي التصميم الميكانيكي ، ولكن الإلكترونيات والبرامج. لذلك ، يجب ألا نصمم هذه المكونات الإلكترونية بسرعة فحسب ، بل يجب أيضًا أن نجعلها تتمتع بأداء عالٍ وجودة عالية وتفي بمعايير الموثوقية.
مصدر الحرارة الرئيسي للمعدات الإلكترونية هو شريحة أشباه الموصلات (IC). هذه الرقائق حساسة جدًا لدرجة الحرارة ، مما يجعل التصميم الحراري يمثل تحديًا. سيؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى فشل الشريحة قبل الأوان. مع زيادة الوظائف ، أصبحت مشاكل تبديد الحرارة ذات الصلة أكثر وأكثر وضوحًا ، والتي أصبحت عاملاً مقيدًا محتملاً في تطوير المعدات الإلكترونية. بالنسبة للأجهزة الرئيسية ، هناك حاجة إلى استراتيجيات تبريد مناسبة لمنع ارتفاع درجة الحرارة والفشل.
يجب تصميم إدارة حرارية جيدة في المرحلة المفاهيمية لعملية التطوير. غالبًا ما تكون هذه المنتجات أنظمة معقدة وتتطلب تعاون العديد من أقسام التصميم ذات الخلفيات المختلفة: مهندسو IC و FPGA ومهندسو تخطيط PCB ومهندسو التصنيع ومطورو البرامج ومهندسو الموثوقية والمصممين الميكانيكيين والتسويق وترددات الراديو ومهندسي الكهرباء عالية السرعة ، إلخ في مرحلة المفهوم ، يجب اتخاذ القرارات المتعلقة بجدوى المنتج. وهي تتضمن "هل يمكن إدارة الطاقة الحرارية التي يولدها النظام بشكل فعال وفقًا للمساحة والحجم والأداء والوظيفة المطلوبين؟
يمكن للمصممين الميكانيكيين أو مهندسي التصميم الحراري إنشاء نماذج مفاهيمية بسهولة من IC و PCB والهيكل ، ثم محاكاتها لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تبديد الحرارة بشكل فعال. إذا كان الأمر كذلك ، يمكن أن ينطلق التصميم من منظور الإدارة الحرارية. إذا وجد موظفو أي قسم تصميم آخر أنه من المستحيل المتابعة بعد مرحلة المفهوم ، فقد يحتاجون إلى تغيير المواصفات الوظيفية أو مواصفات الحجم أو الأجهزة المستخدمة أو بعض العوامل الأخرى في النظام. ومع ذلك ، إذا تم العثور على المشكلة وإعادة تصميمها في عملية التطوير اللاحقة ، فستزيد التكلفة بشكل كبير.
باستخدام أحدث برامج المحاكاة الحرارية ، يمكن لمهندس التصميم إجراء تحليل أمامي ، وفهم الاتجاه ، وحل المشكلة بسرعة ، وحل ومقارنة المخططات المختلفة بسرعة ، وذلك لتحقيق تقدم أكبر في المشروع ، وذلك لتكملة عمل المشروع بشكل فعال. محللون متفرغون في مرحلة التحقق اللاحقة من المشروع. مقارنة ببرنامج CFD التقليدي ، يمكن تقصير وقت دورة المحاكاة من بضعة أسابيع إلى بضعة أيام أو يوم. يمكن للمصممين مقارنة مجموعة متنوعة من مخططات التصميم لتطوير منتجات أكثر تنافسية وموثوقية ، ويمكن لدورة محاكاة زمنية أقصر تسريع إطلاق المنتجات.
