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How To: un esempio ottimale di progettazione elettronica guidata dalla simulazione

on 18 Settembre 2019

In questo breve tutorial possiamo vedere come integrare la simulazione termica all’interno della progettazione di un dispositivo elettronico. È un caso concreto di progettazione guidata dalla simulazione, l’approccio proposto da Siemens per risparmiare sui tempi e sui costi del progetto, in modo da essere più competitivi sul mercato.

In questo esempio specifico, possiamo vedere come dimensionare un dissipatore termico sulla base della simulazione termica calcolata da Simcenter FloTHERM XT, senza mai uscire dal proprio ambiente di progettazione elettronica. Se il progettista avesse aspettato di simulare il dissipatore alla fine del progetto, avrebbe potuto ricevere la sgradita notizia di un ridimensionamento necessario. In tal caso, sarebbe stato probabilmente necessario rimettere mano anche ad altre parti del progetto, sia nel PCB che nell’involucro.

Nello schema che segue possiamo vedere le differenze tra il metodo tradizionale e quello della progettazione guidata dalla simulazione.

Metodo tradizionale

  • I progettisti – elettronici o meccanici – completano il progetto e poi lo passano agli esperti della simulazione per ulteriori miglioramenti.
  • Per ogni modifica richiesta, vengono reiterate le varie fasi della progettazione.
  • Ogni eventuale variante è costosa.
  • Possono essere necessari diversi prototipi fisici.

Progettazione guidata dalla simulazione

  • I progettisti – elettronici o meccanici – eseguono la simulazione fin dalle prime fasi della progettazione.
  • I cambiamenti necessari vengono individuati subito e gli interventi sono brevi e tempestivi.
  • È possibile sperimentare diverse varianti con un impegno ridotto
  • La prototipazione è virtuale.

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Ti spiegherà come implementare nella tua azienda la progettazione guidata dalla simulazione

Stefano Morlacchi

Da oltre 10 anni lavora nel campo delle analisi computazionali FEM e CFD nei campi della biomeccanica, automotive e oil & gas. Esperto nel training, nell’assistenza tecnica di pre-vendita e di post-vendita per prodotti software CAE. In Cadlog ricopre il ruolo di Product Manager per i software della divisione di analisi termica e fluidodinamica (FloTHERM, FloEFD, FloMASTER) e per il Cabling & Harness.


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CadlogHow To: un esempio ottimale di progettazione elettronica guidata dalla simulazione

Ottenere prodotti migliori a costi minori con la progettazione guidata dalla simulazione

on 10 Settembre 2019

La progettazione guidata dalla simulazione consiste nell’uso della simulazione da parte dei progettisti (elettronici o meccanici) nelle prime fasi del processo di progettazione. In questo articolo vedremo come essa consente di ottenere prodotti più innovativi, una maggiore probabilità che tutto funzioni al primo tentativo, e minori probabilità che siano necessarie rilavorazioni significative nelle fasi avanzate del processo di progettazione.

Tutti sappiamo che la priorità numero uno dei progettisti è lanciare rapidamente sul mercato prodotti innovativi. In passato, ciò significava completare il progetto iniziale e consegnarlo a un gruppo dedicato di esperti di simulazione, per un’ulteriore iterazione e ottimizzazione del progetto. Mentre l’esperienza degli esperti è sempre apprezzata, il loro apporto nella fase finale del progetto è diventato sempre più un collo di bottiglia.

La tendenza oggi è diversa. Spinti dalle pressioni e dalle sfide del mercato, i progettisti migliori del settore applicano sempre più la simulazione durante la fase di progettazione.

progettazione guidata dalla simulazione (simulation driven design)

Pressioni e sfide che motivano la progettazione guidata dalla simulazione

Le pressioni e le sfide della produzione odierna stanno spingendo i progettisti a introdurre la simulazione nel team di progettazione e utilizzarla prima nell’ambito dell’iter progettuale.

I produttori sono sottoposti a pressioni per comprendere meglio il comportamento del prodotto già durante la fase di progettazione. La necessità di una maggiore innovazione è fondamentale ed è un catalizzatore per creare nuove opportunità di mercato. Oltre alla necessità di innovare, c’è un’enorme pressione per differenziare i prodotti in termini di qualità, affidabilità e funzionalità.

C’è meno tempo per sviluppare prodotti innovativi, a causa di programmi di sviluppo più brevi e della necessità di un time-to-market più rapido. C’è anche una continua domanda da parte dei clienti di prodotti a basso costo, nonostante richiedano, al tempo stesso, funzionalità più ricche e caratteristiche di prodotto “intelligenti”.

A tali pressioni si aggiungono le molte sfide che i progettisti devono affrontare.

I prodotti stanno diventando molto più complessi, ma allo stesso tempo c’è una minor tolleranza per i difetti di progettazione. Sebbene la pressione per creare prodotti differenziati sia elevata, soddisfare tale differenziazione è sempre più difficile, soprattutto a fronte di risorse di sviluppo limitate. Inoltre i progettisti devono lanciare prodotti che riducano i costi del ciclo di vita (garanzia, richiamo, ecc.).

Per attenuare la tensione creata da tali pressioni e sfide, i migliori progettisti sanno come reagire. Di fronte a tempi di progettazione più lunghi, tempi di immissione sul mercato più brevi e esigenze crescenti di qualità, hanno scoperto un modo migliore per l’innovazione del prodotto: la progettazione guidata dalla simulazione.

Perché le Aziende Top adottano la progettazione basata sulla simulazione

Il principio della progettazione basata sulla simulazione è semplice. Poiché i progettisti sono più numerosi degli esperti di simulazione – in un rapporto di 5 a 1 o addirittura di 10 a 1 – il gruppo di specialisti della simulazione è diventato un collo di bottiglia nel processo di progettazione. Le migliori aziende del settore (che qui chiameremo Aziende Top) hanno quindi risposto introducendo la simulazione direttamente nell’ambiente di progettazione. Il principio è espresso nel famoso proverbio: “Dai a una persona un pesce e gli dai da mangiare per un giorno; insegnate a una persona a pescare e le date da mangiare per tutta la vita“. In pratica, la risorsa degli specialisti della simulazione è utilizzata meglio come leva per i progettisti, per consigliarli mentre simulano da sé, piuttosto che farlo per loro abitualmente.

Da una ricerca del Gruppo Aberdeen, che qui mettiamo a disposizione per il download gratuito, risulta che l’87% delle organizzazioni migliori della categoria ha utilizzato la simulazione, rispetto al 75% di due anni prima. Inoltre, la value proposition della simulazione si è spostata nelle fasi di progettazione dello sviluppo del prodotto.

Tra le Aziende Top, l’impatto positivo della simulazione si è spostato a sinistra nelle fasi di sviluppo del prodotto incentrate sulla progettazione. In tali fasi si ha il massimo di impatto positivo della simulazione, raggiungendo un picco nella fase di progettazione di dettaglio a livello di componente. Tra tutti gli altri tipi di aziende, il picco rimane nella fase di verifica e test.

impatto della progettazione guidata dalla simulazione (simulation driven design)

Con la progettazione basata sulla simulazione, l’Azienda Top garantisce il successo in vari modi. In questo nuovo modello incentrato sul progettista, gli esperti di simulazione collaborano ampiamente con i progettisti mentre questi ultimi simulano da soli. Inoltre, le Aziende Top acquisiscono le competenze degli esperti CAE e le rendono più accessibili ai progettisti. Infine, il 73% delle Aziende Top verifica la progettazione del prodotto prima, nel processo di sviluppo, attraverso la modellazione computazionale. Quest’ultimo passaggio è fondamentale per garantire che la prova di concetto del prodotto funzioni correttamente la prima volta.

Mentre le Aziende Top passano alla progettazione guidata dalla simulazione, stanno anche attente a catturare e condividere le migliori pratiche e competenze di simulazione, rendendola disponibile per i non esperti. Ciò incoraggia e consente ai non esperti di aggiornarsi con le moderne tecniche di simulazione.

I vantaggi della progettazione basata sulla simulazione

La progettazione guidata dalla simulazione ripaga? Le prove del Gruppo Aberdeen suggeriscono fortemente che lo fa. Le aziende migliori del settore che implementano la progettazione basata sulla simulazione godono di vantaggi significativi, in termini di costi di sviluppo del prodotto, time-to-market e qualità.

I progettisti best-in-class che implementano la simulazione all’inizio del processo di progettazione superano facilmente tutti gli altri, rispetto al costo del prodotto, al suo lancio, ai ricavi e agli obiettivi di qualità. Questo successo è direttamente attribuibile alla spinta verso la simulazione dei progettisti e alla loro possibilità di iterare e innovarsi. Ciò si traduce in progetti di prodotto ottimizzati e innovativi.

Le aziende migliori della categoria hanno anche risparmiato sui tempi di rilavorazione del prodotto, riducendo lo sviluppo di prototipi e diminuendo i tempi di sviluppo.

Come tutti gli ingegneri di progettazione sanno, il costo di un passo falso nella progettazione è molto alto. Più tardi emerge un problema di progettazione, più diventa costoso risolverlo o rielaborarlo. La progettazione guidata dalla simulazione risolve questo inconveniente, spingendo la simulazione verso le fasi precedenti della progettazione del prodotto. Ciò paga molto, con un miglioramento del 21% nel numero di ordini di modifica tecnica (ECO) emessi dopo il rilascio alla produzione. Tutti gli altri, che non hanno implementato la progettazione basata sulla simulazione, hanno sperimentato il 3% in più di ECO. Grazie all’aumento della prototipazione virtuale, i migliori progettisti del settore hanno costruito il 27% in meno di prototipi fisici. Infine, l’Azienda Top ha migliorato del 29% i tempi di sviluppo.

Conclusioni e raccomandazioni chiave

Per cogliere i vantaggi legati agli obiettivi di time-to-market, qualità e costi, oltre che per dissipare le pressioni e le sfide legate alla produzione, Aberdeen Group raccomanda ai progettisti di raggiungere i propri obiettivi attraverso la progettazione basata sulla simulazione.

  • Adottare la progettazione basata sulla simulazione per l’innovazione di prodotto. Il motivo per cui i Best-in-Class hanno ridotto i loro prototipi fisici del 27 percento è perché sono passati a prototipi virtuali e test virtuali. Ciò ha permesso loro di esplorare centinaia di iterazioni di design (o più), per concentrarsi sui design più innovativi con il più alto potenziale di innovazione.
  • Adottare la progettazione basata sulla simulazione per un migliore time-to-market. I progettisti migliori della categoria hanno migliorato i tempi di sviluppo del 29%, sei volte il tasso di miglioramento di tutti gli altri. Le Aziende Top hanno anche raggiunto gli obiettivi di time-to-market il 76% delle volte, un tasso superiore del 17% rispetto a tutti gli altri.
  • Adottare la progettazione basata sulla simulazione per una qualità superiore. Il 77% delle aziende migliori della categoria ha raggiunto i propri obiettivi di qualità del prodotto. Inoltre, i prodotti “Top” hanno avuto maggiori probabilità di funzionare correttamente la prima volta e meno probabilità di richiedere rilavorazioni, poiché le Aziende Top hanno migliorato i loro ECO del 21%, dopo il rilascio alla produzione.
  • Adottare la progettazione basata sulla simulazione per ridurre i costi. Il 71% percento dei progettisti delle Aziende Top ha raggiunto gli obiettivi di costo del prodotto, contro il 63% delle altre.

 

thomas edison

Thomas Edison

Thomas Edison una volta disse che il genio era “L’uno per cento di ispirazione e il 99 per cento di sudorazione”. Il design guidato dalla simulazione aggiorna la massima di Edison, consentendo ai progettisti di innovare attraverso l’iterazione tramite prototipazione virtuale e test virtuali. Questo nuovo modo di fare elimina la “sudorazione” della prototipazione fisica. I designer sono ora liberi di testare centinaia (o migliaia) di alternative di progettazione fino a quando non vengono “ispirate” dalla scelta di progettazione del prodotto più innovativa.

Edison ha provato oltre 1.000 prototipi fisici della lampadina a incandescenza, prima di scoprire che il modesto filamento di carbonio a base di bambù ha prodotto una lampadina che durava oltre 1.200 ore. Nella scelta del design basato sulla simulazione, gli ingegneri ottengono il meglio da entrambi i mondi: prodotto innovativo che soddisfa anche obiettivi di time-to-market, costi e qualità.

White Paper

Il rapporto Aberdeen sulla progettazione guidata dalla simulazione

Il testo completo di “The Benefits of Simulation-Driven Design”, la ricerca di Aberdeen Group sull’adozione della progettazione guidata dalla simulazione (Simulation-Driven Design). Si tratta di un approccio che prevede che i progettisti stessi si occupino della simulazione sin dalle fasi iniziali del progetto, per essere in grado di provare diverse varianti e vedere quali funzionano meglio, senza bisogno di ricorrere poi a prototipi fisici. Nel documento viene spiegato in dettaglio come le Aziende Top nel settore elettronico riescono a ridurre i costi e i tempi di rilascio dei prodotti grazie alla progettazione guidata dalla simulazione.

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Progettare la dissipazione del calore prodotto per effetto Joule, 2 esempi pratici

on 2 Maggio 2019

L’effetto Joule è uno dei principali fenomeni che si verificano negli apparati elettronici, quando l’energia elettrica si trasforma in energia termica. In sintesi, l’effetto Joule consiste nella produzione di calore che si verifica quando in un elemento di un circuito elettrico passa una certa corrente tra due estremi, caratterizzati da una certa differenza di potenziale.

L’effetto Joule in alcuni casi è voluto – come nel fusibile, nell’asciugacapelli o nel forno elettrico – ma nella maggior parte dei casi è una conseguenza inevitabile del passaggio di corrente, che provoca un calore non voluto e potenzialmente dannoso. Dal punto di vista di chi si occupa di simulazione termica nell’ambito della progettazione di un apparato elettronico, è un problema del quale è necessario avere un quadro preciso, nell’ambito di un ambiente di progettazione in 3D.

L’effetto Joule può essere gestito efficacemente con uno strumento come Simcenter FloTHERM XT, il simulatore termico integrato all’interno di PADS Professional, la suite di PCB Design proposta da Mentor e Siemens per le piccole e medie aziende di progettazione elettronica. Nelle ultime versioni di FloTHERM XT, le condizioni elettriche al contorno vengono imposte sulla periferia di una rappresentazione solida 3D del conduttore. Il successivo processo di simulazione elettro-termica 3D risolve il potenziale di corrente e la tensione e utilizza la potenza di riscaldamento Joule come una fonte cella per cella per la soluzione della temperatura.

Ambiti di applicazione tipici della simulazione del calore prodotto per effetto Joule sono le busbar, i substrati di alimentazione e i piani di terra del BGA, i leadframes e i fusibili. Si tratta di tutti quei casi in cui il calore dovuto alla resistenza gioca un ruolo dominante nella dissipazione totale della potenza.

Esempio 1 – Simulazione termica di un fusibile

Qui di seguito vediamo un semplice esempio di fusibile montato su un PCB. La cartuccia del fusibile è stata omessa per maggiore chiarezza. Vengono definiti un valore di corrente sulla faccia della traccia che porta al fusibile e un valore di tensione fisso sul bordo del piano di massa sul lato inferiore del PCB. Un via collega la traccia al ritorno a terra.

dissipazione termica per effetto joule

FloTHERM XT è in grado di animare fluidi continui come il flusso di calore, il flusso d’aria o il flusso di corrente, consentendo di esaminare la loro direzione ed eventuali ostruzioni. L’animazione mostra come la corrente elettrica attraversa il circuito.

dissipazione termica per effetto joule

La velocità delle frecce è data dalla densità di corrente, che a sua volta è strettamente correlata alla dissipazione di potenza e alla temperatura risultanti. Si noti l’elevata densità di corrente all’interno del fusibile dell’avvolgimento, ottenuta mediante la progettazione. FloTHERM XT può rilevare anche la risultante dissipazione di potenza dovuta a riscaldamento Joule. Essendo una simulazione 3D, la densità di potenza viene indicata in potenza per volume, in questo caso / mm3.

dissipazione termica per effetto joule

La temperatura risultante è però l’elemento di maggior interesse. Qui sono state rilevate le temperature più calde che si verificano nella sezione centrale del fusibile.

dissipazione termica per effetto joule

Il ruolo svolto dal fusibile implica un accoppiamento tra il mondo elettrico e quello termico. Un aumento della temperatura determinerà un aumento della resistività elettrica, la quale aumenterà a sua volta la densità di corrente, la quale aumenterà la potenza del riscaldamento Joule, che aumenterà la temperatura e così via. Se il calore viene rimosso abbastanza velocemente, si ottiene un equilibrio e le condizioni si stabilizzano ad un aumento di temperatura costante. Se l’accoppiamento è troppo forte, in particolare in condizioni di corrente alta, la temperatura s’impenna, finché il fusibile non si surriscalda. FloTHERM XT è in grado di gestire questo accoppiamento, mediante la sua proprietà materiale di resistività elettrica dipendente dalla temperatura.

Esempio 2 – Analisi della PDN di un PCB

L’altro esempio che presentiamo mostra gli effetti del riscaldamento Joule nella Power Distribution Network (PDN) di un PCB. FloTHERM ha una tecnologia unica per la rappresentazione di tali geometrie complesse, definite in 3D all’interno dei software EDA (in questo caso PADS Professional), le quali possono essere incluse in una simulazione di riscaldamento Joule.  Ne risultano diagrammi che mostrano la distribuzione della tensione (più o meno uniforme, perché la PDN funziona come previsto, fornendo tutta la differenza di potenziale), l’ampiezza della densità di corrente, la dissipazione di potenza del riscaldamento Joule risultante e infine la temperatura risultante.

Power Distribution Network (PDN)
Power Distribution Network (PDN)

In questo caso, avremo un aumento di temperatura molto piccolo sull’ambiente. Nell’elettronica digitale “tipica” è la dissipazione di potenza nel die dei dispositivi attivi a dominare il comportamento termico del sistema, non il riscaldamento Joule nelle PDN.

Riscaldamento per effetto Joule in PCB ad alta potenza e dispositivi elettronici: l’importanza della CFD nella progettazione

Guarda ora il webinar on demand

webinar sulla disspipazione del calore prodotto per effetto Joule

L’effetto Joule è la causa più frequente di surriscaldamento dei dispositivi elettronici, che provoca spesso ritardi nell’ingresso dei prodotti sul mercato. Ma è possibile intervenire facilmente sin dalle fasi iniziali della progettazione.

In questo webinar l’Ing. Stefano Morlacchi mostra come è possibile sfruttare FloTHERM XT per modellizzare l’effetto Joule e ottenere validi input nella fase iniziale del processo di progettazione. Vedremo quali sono i vantaggi e gli svantaggi di simulazioni di questo tipo e come è facile importare direttamente il progetto dei circuiti stampati ad alta potenza nell’analisi termica.

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CadlogProgettare la dissipazione del calore prodotto per effetto Joule, 2 esempi pratici

Come Renault ha ridotto i costi dei fari per le automobili con la simulazione termica

on 6 Marzo 2019

Oggi il design dei fari automobilistici costituisce una parte importante dello stile Renault e i fanali a forma di “C” sono parte integrante del fascino delle auto della casa francese. Il costo dei gruppi ottici dei fari automobilistici è imputabile per il 30% alla parte meccanica e per il 70% a quella elettronica. Quindi qualsiasi risparmio ottenibile sul lato elettronico ha un notevole peso sul costo complessivo di questo tipo di componenti. In questo articolo vedremo come la Renault è riuscita ad abbattere i costi dei propri fari, grazie soprattutto all’utilizzo di strumenti di analisi termica. Questi ultimi hanno consentito di ottimizzare in modo incrementale i progetti dei fari, per ottenere una riduzione dei costi del 50% nei due anni 2014-2016 e anche successivamente.

I fari di prima generazione

fari auto

Figura 1. I fari dei veicoli di segmento C e D analizzati in questo studio

Per la prima generazione di fari basati interamente sui LED, il team di progettazione ha esaminato sei dei veicoli Renault del segmento C e D, dall’Espace alla Koleos. (Figura 1). Sono state dapprima standardizzate tutte le piattaforme con un unico sensore di altezza, un livellatore statico comune, un driver unico per luci di posizione, anabbaglianti e fari di profondità, un connettore centrale comune e moduli comuni per i fari anabbaglianti e abbaglianti. Questo lavoro è stato completato in un anno, esaminando la ripartizione dei costi e standardizzando circa il 60% dei componenti dei fari (Figura 2). Si può notare come le materie plastiche adottate rappresentavano solo il 30% circa del prezzo complessivo di assemblaggio. L’effetto volume è il principale fattore di costo per il prezzo di un faro, così come il suo biglietto di ingresso alla fornitura. Tuttavia, passando dai fari alogeni nel 2012 (vedi figura 3) ai fari a LED nel 2014, i costi complessivi sono aumentati di quattro volte. Questo ha dato l’impulso di considerare se fosse possibile ridurre i costi nella seconda generazione dei fari.

Figura 2 – I componenti standardizzati di un faro della Generazione 1 a confronto coi costi complessivi di un faro assemblato

Figura 3 – L’evoluzione dei costi e del design dei fari della Renault Clio dal 2012 al 2016

I fari di seconda generazione

Il principale sforzo per lo sviluppo della seconda generazione dei fari si è concentrato sulla popolare auto di segmento B, la Renault Clio, che stava subendo un lifting. Stilisticamente la volontà era di indirizzarla verso la tipica luce di posizione Renault a forma di C, basata sui LED    (Figura 3). I pilastri della strategia per la generazione 2 di fari erano quattro:

  1. diventare il primo OEM generalista del settore automotive con fari interamente basati sui LED a LED completi in questa auto del segmento B;
  2. ridurre di un fattore di due il prezzo dei fari tra la prima e la seconda generazione;
  3. ottenere migliori prestazioni dell’illuminazione a LED rispetto a quelle iniziali della Clio;
  4. ridurre la profondità complessiva dell’assemblaggio del faro di 50 mm.

L’importanza delle simulazioni termiche

Il team ha standardizzato la Clio su una comune unità di controllo elettronico a LED (ECU), un sensore di altezza comune e un livellatore comune. Si è passati poi alla luce LED dei fari anabbaglianti, ottenendo una riduzione di prezzo al 30%, grazie a una diminuzione del numero di LED, una dimensione del dissipatore di calore minore del 30% e miglioramenti nel sistema ottico. Grazie a tutti questi interventi (Tabella 1), è stato migliorato il flusso luminoso del LED del 33% e ridotto il gruppo da otto a cinque LED. Inoltre è aumentata l’efficienza ottica del 25% ed è stata operata una riduzione di 50 mm delle dimensioni complessive dell’assemblaggio. Con i miglioramenti termici dei LED, il team è stato in grado di aumentare la corrente dei LED, aumentare la temperatura massima di giunzione e il declassamento del flusso a una temperatura ambiente inferiore (Tabella 1). Allo stesso modo, con il design del dissipatore di calore associato, è stato possibile ottenere una migliore gestione della temperatura di giunzione e una migliore gestione del declassamento, attraverso simulazioni termiche dettagliate (Figura 4).

Tabella 1 – L’evoluzione della soluzione a LED dalla Generazione 1 alla e per il fanale della Renault Clio

Figura 4 – L’evoluzione del peso dei radiatori del faro della Renault Clio dalla Generazione 1 alla 2

Per quanto riguarda la dimensione complessiva della confezione del proiettore, la figura 5 mostra il risparmio di profondità di 50 mm che è stato possibile ottenere tra la prima generazione, con un proiettore alogeno, e la seconda generazione, con un proiettore a LED, grazie ad un assemblaggio migliore. La Figura 6 mostra le tipiche simulazioni CFD per un proiettore alogeno realizzate con il software di Mentor integrato nel CAD, FloEFD®. Quest’ultimo mostra i complessi flussi d’aria e gli effetti termici che si possono verificare sulle superfici nell’assieme.

Figura 5 – Il risparmio di 50 mm nel passaggio dell’assemblaggio del faro dalla Generazione 1 (alogeno) alla Generazione 2 (LED)

simulazione termica faro auto

Figura 6 – Simulazione termica di un assieme

Le temperature simulate nelle diverse condizioni d’uso

Per quanto riguarda in particolare l’analisi termica basata sulla CFD , utilizzata nella progettazione di proiettori, normalmente si punta a prevedere le prestazioni di illuminazione a una temperatura di 23 ° C nell’aria dell’ambiente esterno e fino a un massimo di 70 ° C per la temperatura al contorno del LED. Per convalidare le simulazioni, sono stati effettuati alcuni test sperimentali, in è stata fissata la temperatura ambiente all’esterno del proiettore a 23 ° C e installate 8 termocoppie all’esterno del gruppo (vedi figura 7), per condizioni di motore dell’auto acceso e spento.

Figura 7 – Posizione delle otto termocoppie per i test a motore acceso dei fari a temperatura ambiente

La Figura 8 mostra le tracce temporali della termocoppia, sia per il motore acceso che per la vettura ferma per 3 ore e 30 minuti; poi luci accese per 1 ora e 30 minuti con il motore acceso e fermo, e poi le luci accese e il motore in stato di guida per 1 ora e 30 minuti. È chiaro che le temperature possono raggiungere oltre i 50 ° C all’interno del proiettore, quando il motore è al minimo e l’illuminazione è accesa per un periodo prolungato. Inoltre, le temperature superficiali dei fari possono salire a 65 ° C in determinate condizioni di minimo. Con altri test è stato possibile dimostrare che con l’anabbagliante acceso per un’ora, la temperatura all’interno del faro è passata a 20 ° C, mentre con abbaglianti e anabbaglianti attivi contemporaneamente per un’ora è stata misurata una temperatura aggiuntiva di 5 ° C.

Figura 8 – Temperatura delle termocoppie all’esterno dell’assieme del faro nelle varie condizioni

Altre prove hanno consentito di dimostrare che – per temperature ambiente di 70 ° C, con entrambe le luci anabbaglianti e abbaglianti accese, e con il motore acceso – la temperatura di giunzione dei LED si avvicina molto allo scenario peggiore di 150 ° C. La conclusione è stata che non è possibile progettare un sistema a LED, se si vogliono tenere in considerazione tutti i casi d’uso. L’OEM deve quindi individuare il miglior compromesso. Ad esempio, a 23 ° C, dopo un’ora di funzionamento al minimo del motore, le prestazioni di illuminazione erano indicate al 100%, ma se la temperatura ambiente saliva a 50 ° C per la stessa situazione, tali prestazioni scendevano all’80%. Per rispettare la specifica, la conclusione è stata che era necessario aggiungere un sensore termico al PCB, in modo tale che la corrente potesse essere ridotta, se la temperatura al LED fosse stata maggiore di una certa soglia. A quel punto, è possibile eseguire un declassamento termico e un declassamento del flusso del faro LED completo.

Gli sviluppi futuri

Successivamente è stato messo in atto un piano d’azione per affrontare la simulazione e il collaudo dell’illuminazione in modalità di cicli di guida transitori (Figura 9). Come OEM, il desiderio è di poter simulare l’impatto della velocità della vettura sulle prestazioni termiche della sua illuminazione, e in particolare sulla variazione termica dovuta alla velocità per ciascuno dei motori della casa automobilistica. Ciò in futuro renderà fondamentale l’uso del software CFD per progettisti dell’illuminazione.

Figura 10 – Misurazioni della temperatura del faro in situazioni di motore al minimo

Inoltre è necessario poter modellare il comportamento termico del vano motore vicino, in parallelo con la simulazione dei fari, dal momento che si influenzano a vicenda. Ci sarà anche la necessità di una gestione termica all’interno del proiettore, quando saranno presenti induttori termici. In breve, Renault ritiene che l’OEM dovrebbe essere responsabile dell’intero sistema termico associato alla progettazione dei fari.

L’obiettivo del team Renault Lighting è quello di ottenere un’ulteriore riduzione del 50% del prezzo, per l’intero gruppo proiettore, portandolo ai livelli visti con i fari alogeni nei 5 anni precedenti (Figura 10).

Figura 11 – Roadmap di Renault per la riduzione dei costi dei fari fino alla Generazione 3.

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Power cycling e test termici dei componenti elettronici con Power Tester 1500A

on 15 Gennaio 2019

(Durata del video: 2 minuti e 43″)

Nel mondo che oggi conosciamo l’affidabilità a lungo termine dell’elettronica di potenza è diventata un fattore critico nel design. Il Power Tester 1500A si aggiunge alla gamma di strumenti di Micred universalmente acclamata e di fama mondiale per offrire una soluzione accessibile e affidabile.

Il beneficio reale del Power Tester 1500A è che esso consente ai produttori di essere sicuri che i prodotti che forniscono al mercato saranno affidabili quando andranno sul mercato e risparmiare sui costi di garanzia e sui costi di richiamo dei prodotti e risparmiare sugli altri costi associati ai guasti del prodotti sul campo.

Il Power Tester 1500A è un sistema standardizzato e testato in grado di operare per un lungo periodo di tempo consentendo ai progettisti di caratterizzare le prestazioni termiche dei componenti ad alta potenza testandoli ai limiti reali delle loro operazioni. Le organizzazioni possono ottimizzare l’assegnazione del personale chiave dal momento che la facilità d’uso delle operazioni col touch screen e gli input passo dopo passo permettono ai lavoratori non specializzati di usare il sistema in modo sicuro ed efficiente.

Il sistema in sé è equipaggiato  in modo che ogni problema associato col suo utilizzo venga automaticamente segnalato all’utente.

Il prodotto è stato realizzato per poter essere usato ovunque nell’organizzazione di un produttore all’interno dello stabilimento o in laboratorio. È molto semplice da installare Basta connettere la corrente e in caso collegare l’impianto idrico e un termostato.

Le funzionalità del sistema includono la resistenza termica standard e il test dell’impedenza termica oltre ai test combinati di power cycling e la caratterizzazione della resistenza termica. Il sistema può catturare la tensione del dispositivo, la temperatura di giunzione e la temperatura del case ad ogni ciclo dei dispositivi sotto test. L’aumento della tensione misurata può indicare fili di connessione rotti L’aumento della corrente di gate indica la degradazione dell’ossido del gate e sofisticate analisi della struttura di funzione possono rivelare guasti meccanici  nel percorso di propagazione del calore. Il Power Tester 1500A viene fornito con inclusa la tecnologia di MicReD T3Ster.

È possibile a distanza, tramite una qualsiasi interfaccia, ad esempio un iPad, tracciare le attività di power cycling e ottenere acesso su richiesta.

I prodotti MicReD sono già utilizzati da aziende di fama mondiale e centri di ricerca Il Power Tester 1500A migliora ulteriormente questa gamma di soluzioni hardware e software user-friendly, sicure e altamente efficaci.

Power Tester 1500A

Test termici e Power Cycling per i componenti elettronici

Il Power Tester 1500A è l’unico prodotto in commercio per il test termico che associa il power cycling e le misurazioni degli stati termici transitori con l’analisi della funzione strutturale. Consente di ottenere velocemente dati come il guasto in progress, il numero di cicli, le cause del guasto.

“La piattaforma Power tester 1500A è basata su T3Ster di Mentor e viene utilizzata in tutto il mondo per un’accurata caratterizzazione termica in un’ampia gamma di ambiti industriali”

Chiedi informazioni su Power Tester 1500A:

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PCB Design: Xpedition e PADS Professional ottengono la conformità ISO 26262 per la Sicurezza Funzionale nell’automotive

on 4 Dicembre 2018

I due software per il PCB Design di Mentor SiemensXpedition e PADS Professional – hanno ottenuto la conformità alla norma ISO 26262 per la Sicurezza Funzionale nel settore automotive, insieme a Valor NPI e HyperLynx, gli altri tool della famiglia di prodotti per la gestione del flusso di progettazione del circuito stampato. I flussi di Xpedition e PADS Professional sono stati valutati da TÜV SÜD, un’agenzia internazionale di accreditamento.

Cos’è lo standard ISO 26262

Lo standard ISO 26262 regolamenta la Sicurezza Funzionale nel settore automotive. In particolare, ISO 26262 regolamenta sia l’utilizzo e la Sicurezza Funzionale di sistemi elettrici ed elettronici nei veicoli a motore, sia l’attività dei fornitori di prodotti generici, come componenti hardware e software o strumenti di sviluppo impiegati nell’industria automobilistica.

ISO 26262 stabilisce requisiti precisi per processi, metodologie e strumenti utilizzati in fase di sviluppo, così come le funzioni di sicurezza dei sistemi. Lo standard intende rispondere al crescente livello di complessità dei sistemi di sicurezza elettrici ed elettronici installati a bordo delle autovetture.

I costruttori di veicoli devono integrare i requisiti relativi alla Sicurezza Funzionale fin dalle prime fasi del processo di sviluppo, garantendo la sicurezza funzionale dalla progettazione fino alla fine del ciclo operativo. Dunque gli strumenti software utilizzati per la progettazione sono determinanti ai fini del raggiungimento dei requisiti di Sicurezza Funzionale.

Cos’è la Sicurezza Funzionale

I requisiti di Sicurezza Funzionale interessano tutte le fasi di sviluppo del prodotto automotive, dalle specifiche alla progettazione, all’implementazione, integrazione, verifica, validazione e rilascio del prodotto stesso. ISO 26262, in particolare, è un adattamento dello standard di Sicurezza Funzionale IEC 61508 per i sistemi elettrici ed elettronici nel settore automotive. IEC 61508 stabilisce le caratteristiche dei sistemi relativi alla sicurezza in qualsiasi settore industriale. IEC 61508 definisce essenzialmente due cose:

  • i contenuti del Sistema Qualità Aziendale rispetto alla Sicurezza Funzionale dei prodotti (FSMS: Functional Safety Management System);
  • i metodi per la determinazione del PFD (Probability of Failure on Demand) o PFH (Probability of Failure per Hour), ovvero del SIL (Safety Integrity Level), cioè la definizione dell’affidabilità di componenti, apparecchiature e sistemi utilizzati in applicazioni di sicurezza.

I sistemi di sicurezza considerati tipicamente sono i sensori e i trasduttori, i “Logic Solver” (che stabiliscono se un elemento può essere attivato per rendere il sistema sicuro quando si presenta la necessità), e gli elementi finali (attuatori / azionamenti della funzione di sicurezza).

La probabilità di insuccesso (PFD o PFH) rappresenta la probabilità che un dispositivo o sistema non sia in grado di fornire la funzione di sicurezza richiesta. La probabilità è indicata con un livello di SIL (Safety Integrity Level), secondo una scala in numeri interi che va da 1 a 4.

Cosa significa per i progettisti di PCB in ambito automotive

È chiaro che la sicurezza rappresenta un elemento chiave nella progettazione di prodotti in ambito automotive, interessando tutti i componenti di veicolo. L’elettronica, che ormai gestisce qualsiasi aspetto funzionale nel veicolo, ricopre dunque un ruolo centrale.

Adesso i progettisti elettronici che utilizzano uno dei tool interessati alla certificazione, possono essere certi di operare nell’ambito di un approccio che garantisce la Sicurezza Funzionale. I flussi Xpedition e PADS Professional sono certificati per garantire un livello di affidabilità 1 (TLC-1) nella scala da ASIL A a ASIL D. Tale certificazione interessa la progettazione, la validazione e la verifica dello schematico, il PCB layout, la signal intyegrity, la power integrity, l’analisi termica, la new product introduction (NPI). Dunque anche tramite l’uso di tool come HyperLynx e Valor NPI.

“Il raggiungimento della conformità ISO 26262 per i nostri Xpedition e PADS Professional, compresi i tool di supporto, consente ai nostri clienti di progettare sistemi elettronici per l’automotive con la massima fiducia nella conformità alla Sicurezza Funzionale”, ha detto A.J. Incorvaia, Vice President di Mentor EDA Electronic Board Systems. “Il risultato è che il nostro portfolio di sistemi per la progattazione consentirà ai nostri clienti di ottenere il successo nello sviluppo di prodotti automotive affidabili e al tempo stesso innovativi”.

Scarica il libro bianco sulla progettazione elettronica nell’automotive con sintesi in italiano:

Le sfide ingegneristiche delle auto a guida autonoma e come superarle

Le auto a guida autonoma presentano delle sfide ingegneristiche riguardanti i vari e molteplici sensori, un complesso impianto elettrico, elevati requisiti di sicurezza… Ecco come affrontarle con successo.

Con sintesi in italiano.

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CadlogPCB Design: Xpedition e PADS Professional ottengono la conformità ISO 26262 per la Sicurezza Funzionale nell’automotive

Aerospazio: nasce l’alleanza tra Boeing e Siemens-Mentor. Ecco gli strumenti software utilizzati per progettare gli aerei

on 11 Ottobre 2018

Nell’aerospazio la notizia del momento è l’alleanza tra Boeing e Siemens, che consentirà al gigante mondiale dell’industria aerospaziale di utilizzare i software di Mentor Graphics, oggi parte integrante della stessa Siemens. Tali strumenti diventeranno parte integrante di quelli che in Boeing vengono chiamati Second Century Enterprise Systems (2CES). I 2CES sono il cuore di una strategia della più grande impresa aerospaziale del mondo, per trasformare se stessa in vista delle sfide del ventunesimo secolo. L’obiettivo è di dominare anche i prossimi 100 anni, e hanno scelto di farlo in partnership con Siemens. Le due aziende insieme saranno in grado di trasformare ulteriormente la progettazione e la produzione, con iniezioni ancora più massicce di automazione e di digitalizzazione.

La decisione di Boeing arriva a seguito di un’analisi onnicomprensiva delle diverse soluzioni presenti sul mercato, tenendo conto sia della varietà di necessità tipiche dell’aerospazio, sia del bisogno di avere la giusta flessibilità in vista dei possibili cambiamenti futuri. L’accordo a lungo temine darà a Siemens gli strumenti software necessari in tre aree chiave: electrical systems design; progettazione del prodotto elettronico; analisi meccanica.

L’accordo voluto dall’azienda leader nell’aerospazio riguarda in particolare gli strumenti del portfolio Siemens che derivano dall’acquisizione di Mentor Graphics, col fine di creare per Boeing una piattaforma comune e standardizzata a livello enterprise che comprenderà:

  • progettazione e verifica dei semiconduttori;
  • progettazione e realizzazione di PCB;
  • progettazione e realizzazione di sistemi elettrici (compresi wire harness);
  • analisi termica e fluido-dinamica per la progettazione meccanica.

Dunque si tratta di applicazioni in parte comuni a tutto il mondo dell’elettronica e in parte tipiche dell’aerospazio, dove coesistono sistemi elettrici e impianti di vario tipo, sia destinati alla navigazione, sia al comfort dei passeggeri, con un’enfasi particolare sulla sicurezza.

“La partnership con Siemens-Mentor ci consentirà di combinare i migliori tool esistenti per la progettazione elettrica con la vasta esperienza e conoscenza di Boeing nell’ambito del nostro progetto di trasformazione 2CES della progettazione”, ha dichiarato John Harnagel, Engineering Director di Boeing Defense and Space.

Dal canto suo Tony Hemmelgarn, president e CEO di  Siemens PLM Software ha detto: “L’abilità di supportare i clienti nel realizzare la digitalizzazione e implementare l’innovazione è uno dei nostri punti di forza. Questa partnership dà la misura di quanto Boeing creda in Siemens per consentirle di realizzare la propria visione, e noi di Siemens non vediamo l’ora che ciò avvenga realmente!”

I tool di Siemens-Mentor per l’aerospazio

(clicca sull’immagine per ingrandirla)

Progettazione elettrica ed elettronica

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Analisi meccanica e CFD

  • FloEFD (analisi CFD integrata coi sistemi di CAD meccanico)
  • FloTHERM (analisi termica e simulazione per la prototipazione virtuale)
  • FloMASTER (modellazione termofluidodinamica monodimensionale)
  • Power Tester 1500A (Test termici per i componenti elettronici)

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Stefano Morlacchi

Da oltre 10 anni lavora nel campo delle analisi computazionali FEM e CFD nei campi della biomeccanica, automotive e oil & gas. Esperto nel training, nell’assistenza tecnica di pre-vendita e di post-vendita per prodotti software CAE. In Cadlog ricopre il ruolo di Product Manager per i software della divisione di analisi termica e fluidodinamica (FloTHERM, FloEFD, FloMASTER) e per il Cabling & Harness.

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CadlogAerospazio: nasce l’alleanza tra Boeing e Siemens-Mentor. Ecco gli strumenti software utilizzati per progettare gli aerei

Quali sono le applicazioni della macchina per la caratterizzazione termica? L’esempio di T3Ster®

on 5 Luglio 2018

T3Ster®, la macchina per la caratterizzazione termica di Mentor, è un sistema proprietario costituito da hardware e software per la caratterizzazione termica di pacchetti IC, LED e sistemi che producono rapidamente ampie caratteristiche termiche. Questo tester termico avanzato soddisfa le esigenze di molteplici settori: semiconduttori, trasporti, elettronica di consumo, LED e laboratori di ricerca e sviluppo.

I chip che lavorano a giusta temperatura garantiscono sia prestazioni migliori (i LED, per esempio, emettono più luce) che una maggiore affidabilità, la cui è chiave in ambiti critici per la sicurezza, come quello automobilistico. Per progettare chip più freddi possibili è necessario fornire la minore resistenza termica possibile. T3Ster® da supporto nella progettazione e produzione di sistemi elettronici con prestazioni termiche ottimali. La macchina per la caratterizzazione termica analizza il percorso del flusso di calore dalle giunzioni dei pacchetti IC verso l’ambiente. Il percorso è costituito da diverse sezioni -il chip semiconduttore, la saldatura, il PCB, i materiali di interfaccia termica, eccetera- e da componenti di raffreddamento come dissipatori e tubi di calore. La tecnologia della macchina per la caratterizzazione termica dei componenti rende possibili i test in situ con componenti attivi.

Caratterizzazione termica: Automotive e Trasporti

I componenti elettronici presenti nelle automobili invecchiano sia per le vibrazioni e l’elevata temperatura dei componenti che ad un’ampia gamma di altre condizioni riguardanti la temperatura ambiente, come l’umidità. Inoltre, nei veicoli elettrici esiste un requisito per operazioni a corrente elevata poiché alcuni dispositivi a semiconduttore di potenza applicata come gli IGBT devono essere azionati a molte centinaia o migliaia di Ampere.

La gamma di prodotti T3Ster® fornisce delle soluzioni -scalabili- a riguardo:

  • Test dei componenti standard come le misure RthJC (resistenza termica junction-to-case) secondo gli standard più recenti (es. JEDEC JESD51-14)
  • Misurazione di altri parametri termici classici (come RthJA) in conformità con gli standard JEDEC e MIL
  • Test dei pacchetti multi-die -propri dell’elettronica per autoveicoli- per via della funzionalità multicanale
  • La gamma T3Ster Booster fornisce i livelli di tensione e corrente richiesti per testare i componenti in condizioni di lavoro realistiche
  • La gamma T3Ster Booster fornisce automaticamente il ciclo di alimentazione e permette la misurazione del transitorio termico della componente stressata in qualsiasi momento durante il test
  • Analisi della funzione strutturale in seguito al test transitorio termico come metodo per il rilevamento di guasti

Caratterizzazione termica: Aerospaziale e Difesa

In questo ambito, il test termico è della massima importanza, poiché i dispositivi difettosi rappresentano un rischio elevato.

La gamma di prodotti T3Ster® fornisce delle soluzioni a riguardo:

  • Misura della conducibilità termica dei materiali di interfaccia termica (TIM), incluse prove in situ ed ex situ
  • Individuazione della resistenza termica dei chip IC o dei dispositivi semiconduttori discreti come i MOSFET

Caratterizzazione termica: Elettronica di consumo

Le esigenze estetiche collegate ai prodotti di elettronica di consumo odierni producono PCB con alta densità di componenti. Tali dispositivi richiedono, quindi, dei criteri di progettazione termica particolarmente rigorosi, sia a livello di componente che di sistema.

La gamma di prodotti T3Ster®, combinata con gli strumenti di simulazione CFD di Mentor, fornisce delle soluzioni a riguardo:

  • Misurazione contemporanea di più giunzioni in un sistema, molto utile per la caratterizzazione dei pacchetti multi-die sia in posizione laterale che in posizione impilata
  • Convalida dei modelli CFD dettagliati dei pacchetti IC utilizzati nell’elettronica di consumo applicando le configurazioni dual coldplate DELPHI
  • Test completi -con T3Ster® e TeraLED- dei LED utilizzati come torce elettriche o utilizzati in unità di retroilluminazione

Caratterizzazione termica: Illuminazione a stato solido

I prodotti SSL richiedono un’attenta progettazione a livello di pacchetto LED, assemblaggio e livelli di illuminazione per garantire che i LED soddisfino i requisiti di base, come quelli riguardanti la durata o l’intensità della luce.

La gamma di prodotti e accessori T3Ster® -scalabili- fornisce delle soluzioni a riguardo:

  • Possibilità di realizzare test termici lungo tutto il processo di progettazione
  • Facile creazione di una configurazione di prova conforme ai più recenti test termici relativi ai LED (JEDEC JESD51-14, JESD51-51 e JESD51-52) con la famiglia di prodotti MicReD
  • Modellazione basata su test di pacchetti LED e validazione di modelli di simulazione CFD dettagliati
  • Test combinati termici e radiometrici / fotometrici di pacchetti LED e gruppi LED in conformità con i più recenti standard di test termici JEDEC JESD51-51 e JESD51-52 e anche in conformità con CIE 127: 2007
  • Soluzioni di test su larga scala per il monitoraggio dell’affidabilità dei LED; l’aggiunta ideale alle configurazioni di test LED conformi LM80
  • Misurazione della reale resistenza termica junction-to-case in conformità con JEDEC JESD51-14
  • Modellazione automatica di pacchetti LED, basata su test e finalizzati all’analisi termica a livello di CFD in un flusso di lavoro integrato con le soluzioni FloEFD e FloTHERM

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Carlota HerreroQuali sono le applicazioni della macchina per la caratterizzazione termica? L’esempio di T3Ster®

Come integrare le componenti meccaniche di un dispositivo elettronico tramite le SmartParts in FloTHERM XT

on 3 Maggio 2018

FloTHERM XT è la soluzione di alto livello per la simulazione termica che può essere adottata sin dalla fase di posizionamento dei componenti, per identificare gli effetti termici nell’intero sistema. Usando la funzione SmartParts, i progettisti possono realizzare modelli semplici in pochi minuti, applicando parti meccaniche complesse direttamente dal CAD meccanico, creando facilmente geometrie CAD personalizzate e importando insiemi elettronici complessi dai tool EDA.

FloTHERM XT si integra in maniera automatica sia con ECAD che MCAD, offre potenza e prestazioni per sistemi elettronici complessi ed è progettato come soluzione specializzata per il mercato termico dell’elettronica attraverso la sua innovativa tecnologia SmartParts e ampie librerie.

Il progetto elettronico di un PCB può essere facilmente integrato con le componenti meccaniche tramite le SmartParts, oggetti parametrici che permettono una facile creazione di studi parametrici per ottimizzare il design.

Le SmartParts si possono suddividere in:

  • SmartParts geometriche: cuboidi o cilindri, dissipatori, ventole assiali/radiali, enclosures
  • SmartParts non geometriche: PCB, tubi di calore e la resistenza termica di contatto

Punti chiave delle SmartParts

  • Set completo di SmartParts (macro per la creazione di modelli intelligenti).
  • SmartParts multilivello (rappresentazioni compatte e dettagliate in un singolo oggetto).
  • Project Manager in stile Explorer con funzionalità di trascinamento della selezione.
  • Tavolo da disegno in stile CAD, che utilizza semplici operazioni di trascinamento e rilascio per creare e manipolare la geometria.
  • Mesh cartesiana strutturata che può essere “localizzata” per ridurre al minimo i tempi di calcolo.
  • Centinaia di oggetti e attributi disponibili in una libreria installata tra cui ventole, componenti, dissipatori di calore, materiali, materiali di interfaccia termica e altro ancora.
  • Mesh associata agli oggetti che combina la creazione del modello e la generazione della griglia in un unico passaggio.

Vantaggi delle SmartParts

  • Semplificazione della creazione del modello
  • Riduzione dei tempi di soluzione
  • Massimizzazione della precisione dei risultati

In sintesi

La modellazione basata su SmartPart e la mesh cartesiana strutturata consentono la tecnologia di progettazione di esperimenti da applicare a un modello FloTHERM. Il Design of Experiments (DoE) è un metodo strutturato per determinare la relazione tra i parametri di progettazione (ad esempio il numero di alette del dissipatore di calore, posizione delle ventole, ecc.) e i risultati (temperature dei componenti, portata del ventilatore, ecc.). L’implementazione del progetto di esperimenti FloTHERM esplora in modo efficiente lo spazio del progetto costruendo e risolvendo le varianti del modello iniziale. Ciò fornisce informazioni critiche sulla sensibilità dei risultati termici ai cambiamenti nei parametri di progettazione riducendo al minimo il numero di simulazioni da risolvere.

Uso della SmartPart di un dissipatore

Esempi

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Analisi CFD 1D con FloMASTER V9.0: tutte le novità

on 16 Marzo 2018

Mentor ha lanciato FloMASTER V9.0, la nuova versione del suo software di analisi CFD 1D. L’ultima versione presenta molteplici novità in confronto a quella precedente, FloMASTER V8.1.

I miglioramenti di questa nuova versione del software per la simulazione termica e fluidodinamica monodimensionale (CFD 1D) sono divisibili in tre aree principali:

Fisica

FloMASTER V9.0 permette di sviluppare flussi di lavoro di alta qualità per applicazioni specifiche. Offre nuovi componenti per modellizzare sistemi di Air Conditioning (AC) e componenti basati su script ed un servizio FAAS -Fluids as a Service, per definire i modelli di fluido- migliorati.

Connettività

FloMASTER V9.0 porta 3D CFD e 3D CAD in un ambiente di simulazione di sistema integrato.

User experience

FloMASTER V9.0 diventa un’applicazione System of Systems. Nell’ultima versione troviamo un nuovo cruscotto che consente di visualizzare più trame di una turbina a gas nella stessa finestra, oltre ad un nuovo cruscotto di risultati user-friendly e miglioramenti dell’usabilità dei componenti compositi, della gestione dati ed altro ancora.

Sviluppo del software FloMASTER e le sue caratteristiche. Fonte: Mentor, a Siemens Business.

 

CAD2FM

Tra le nuove funzionalità di FloMASTER V9.0 è da segnalare CAD2FM. Questo flusso di lavoro permette di convertire in maniera automatica la geometria MCAD 3D nei componenti di FloMASTER equivalenti (pipes, bends, junctions).

Si tratta, dunque, di un processo altamente automatizzato, direttamente dall’ambiente di progettazione nativo, grazie al cui si riducono drasticamente i tempi di costruzione -fino all’80%- e si evitano errori nei dati input.

È disponibile individualmente o integrato nei seguenti pacchetti CAD commerciali: SolidWorks, NX, Solid Edge, Creo, Catia.

Air Conditioning

In questa versione del software di analisi CFD 1D troviamo nuovi componenti AC, più veloci dei precedenti. La versione 9.0 utilizza il database NIST REFPROP ed un risolutore di entalpia bifase. Inoltre, offre nuovi modelli di componenti che consentono:

  • Soluzioni velocemente convergenti
  • Topologia di sistema flessibile
  • Dimensionamento rapido dei componenti e ottimizzazione del sistema
  • Caricamento dei requisiti di massa
  • Requisiti di alimentazione del compressore

In questo modo si può coprire una vasta gamma di casi d’uso, dai tradizionali sistemi automobilistici e di servizi di costruzione fino a sistemi multi-ciclo complessi e sistemi multi-componente per soluzioni avanzate di raffreddamento EV o applicazioni aerospaziali. Quando i nuovi componenti vengono utilizzati in combinazione con i componenti Vapor Cycle esistenti, sviluppati per gli Organic Rankine Cycle Waste Heat Recovery Systems, è possibile modellare una gamma completa di cicli termodinamici.

Infrastruttura

Per quanto riguarda l’infrastruttura di FloMASTER V9.0, ne troviamo le seguenti caratteristiche:

  • Supporto 4K High DPI, ovvero rendering migliorato su schermi 4K
  • Installazione più rapida su Windows 10
  • Data base di 250GB
  • Possibilità di utilizzare un database di Microsoft Azure Cloud
  • Facile migrazione dei database esistenti
  • Hosting online o offline
  • Autogestione
  • Manutenzione quasi a zero
  • Back-up automatici

Scopri tutte le novità nell’analisi CFD 1D:

 

Insomma, FloMASTER V9.0 offre l’accuratezza, la flessibilità e la velocità necessarie per rendere competitive le aziende.

Scarica la presentazione con tutti i dettagli su FloMASTER V9.0:

Novità FloMASTER V9.0

Scarica la presentazione e scopri in dettaglio tutte le funzionalità che offre la nuova versione del software di simulazione CFD 1D di Mentor: FloMASTER V9.0.

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Carlota HerreroAnalisi CFD 1D con FloMASTER V9.0: tutte le novità