Customer portal

Direktkontakt

CAE-Beratung/Verkauf T +49 (0)8092-7005-46 vertrieb@cadfem.de

Anwendersupport T +49 (0)8092-7005-55 support@cadfem.de

Seminarberatung T +49 (0)8092-7005-15 seminar@cadfem.de

Direktkontakt

Sie befinden sich hier:  Produkte  ›  ANSYS  ›  Temperaturfelder

ANSYS für Temperaturfelder

Die ANSYS Produkte für Temperaturfelder erlauben Temperaturanalysen über mehrere Skalen – vom Mikrochip über die Leiterplatte bis zum gesamten Gerät. Im Bereich thermischer Aufgabenstellungen werden ANSYS Produkte eingesetzt, um das Temperaturverhalten von Bauteilen und Baugruppen unter Berücksichtigung von Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung zu beschreiben.

Typische Anwendungen

Durch Einhaltung eines Temperaturkorridors bei elektrischen Komponenten (Thermal Management) – zum Beispiel in Mikrochips, Steuergeräten, Transformatoren, Motoren und Generatoren – wird die Lebensdauer verlängert.

Durch Temperaturregelung – etwa von Sensoren, optischen Systemen oder Messsystemen – wird die hohe Messgenauigkeit von Präzisionsbauteilen abgesichert.

Durch gezielte Gestaltung von Heiz- und Kühlprozessen in Produktionsanlagen wie Hochöfen und Walzwerken oder in Anlagen zur Kunststoffverarbeitung, zur Nahrungsmittelproduktion und in der chemischen Industrie werden Energiekosten, Zykluszeiten und Produkteigenschaften optimiert.

Optimierung des Energieverbrauchs durch Simulation der Temperaturverteilung eines Aluminium-Elektrolyse-Ofens
Quelle: Hydro

Thermisches Management in einer Leiterplatte

Leistungsmerkmale

Anwender profitieren von spezialisierten Workflows zur Abbildung von Rohrströmungen ohne CFD, von homogenisierten Wärmeleitungsmodellen für Wicklungen elektrischer Antriebe und von PCBs (Printed Circuit Boards, Leiterplatten) ohne aufwändige Leiterbahnabbildung. Darüber hinaus gibt es für häufig verwendete Bauteile Bibliothekselemente, um beispielsweise Lüfter über einfache Kennlinien bis hin zu ausmodellierten CFD-Modellen zu beschreiben.

Die Kopplung räumlich verteilter Größen, wie Verluste aus Magnetfeldern für nieder- und hochfrequente Anwendungen oder Wärmeübergangskoeffizienten aus der CFD, bildet die Basis für eine genaue Abbildung der Realität. In vielen Fällen hat die Temperatur Einfluss auf die Eigenschaften von Werkstoffen wie elektrischer Widerstand, E-Modul, Wärmeleitung, Permeabilität und Koerzitivkraft von Permanentmagneten (Beispiel: induktive Erwärmung → Faktor 1.000 in der temperaturabhängigen Permeabilität). Mit der bidirektionalen Kopplung von Temperaturfeld- und elektrischer/mechanischer/magnetischer Analyse ermöglicht ANSYS eine präzise Beschreibung solcher Zusammenhänge. Methoden der Modell-Ordnungs-Reduktion (MOR) liefern Verhaltensmodelle, die in Systembetrachtungen (Simplorer, Matlab) das charakteristische Verhalten effizient abbilden und so die Abstimmung verschiedener Komponenten aufeinander ermöglichen.

ANSYS Module

Um die relevanten Phänomene effektiv zu untersuchen, können Detailgrad und Arbeitsprozess der Temperaturfeldanalysen den jeweiligen Fragestellungen angepasst werden. Dabei helfen folgende Module:

Zur Berechnung von Wärmeleitung und Strahlung, um Temperaturverteilungen und Wärmeströme zu ermitteln:
Die Konvektion wird über analytisch ableitbare Wärmeübergangsrandbedingungen definiert, sodass sich eine gute Ergebnisqualität und eine hohe Berechnungsgeschwindigkeit erzielen lassen.

Für ein detailliertes Verständnis der physikalischen Abläufe mit dem Ziel der genauen Abbildung von Wärmeleitung, Strahlung und Konvektion sowie lokaler Effekte, etwa für Kühl- und Heizanlagen oder HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning).

Ein spezialisiertes Werkzeug zur Simulation kompletter Systeme – vom komplexen Halbleiterchip über die Leiterplatten bis hin zum gesamten Gerät: Durch Bibliotheks-Bausteine mit skalierbarem Detailgrad lässt sich das thermische Management optimieren. Daten aus ECAD- und MCAD-Systemen werden geladen und abhängig vom gewählten Detailgrad automatisiert vergröbert. Leiterbahnen werden je nach Lagenaufbau und Kupferanteil mit homogenisierten, orthotropen Materialeigenschaften versehen. Typische Komponenten wie Lüfter, Wärmetauscher und Gehäusedurchbrüche werden über intelligente Bausteine zusammengesetzt.

eCADFEM – Simulation as a Service

eCADFEM – Simulation as a Service

  • CAE-Software On Demand
  • CAE-Hardware On Demand
  • Engineering On Demand
Mehr
Seminare zu ANSYS & CAE

Seminare zu ANSYS & CAE

  • Simulationssoftware optimal nutzen
  • Einführungs- und Vertiefungskurse
  • Standard- und Individualschulungen
Mehr