Simulação CFD incorporada em CAD
A nova versão do software Simcenter FLOEFD 2312 aprimora o CFD integrado ao CAD para reduzir as atividades de pré-processamento, acelerar os fluxos de trabalho de projetos térmicos eletrônicos, ao mesmo tempo que adiciona novos recursos para análise estrutural e uma interface de programação de aplicativos (API) aprimorada para automação de simulação. Leia abaixo as informações sobre esses e novos recursos, como malha CFD mais rápida de geometria convergente, velocidade aprimorada para modelagem térmica de PCB inteligente, modelagem de forno de refluxo de PCB e muito mais.
Simulação de processo térmico de forno de refluxo PCB
Em um forno de refluxo de PCB, à medida que um PCB se move ao longo de um transportador, ele é exposto a zonas de aquecimento e resfriamento com diferentes velocidades de fluxo de ar e parâmetros de temperatura.
Os valores dos parâmetros dessas zonas, bem como a velocidade do transportador, devem ser escolhidos pelo cliente da PCB antes da fabricação. O desafio do projeto de operação é aumentar a velocidade do transportador para obter o maior rendimento e, ao mesmo tempo, atender às restrições térmicas para evitar danos aos componentes montados na PCB. Abordagens experimentais para determinar esses parâmetros são caras porque tentativas fracassadas levam à perda de tempo, redução da qualidade do produto ou baixo rendimento. A simulação do processo do forno de refluxo para otimizar os parâmetros operacionais antes dos testes físicos é muito vantajosa.
No Simcenter FLOEFD 2312, um modelo de projeto foi adicionado para que você possa criar e modificar uma simulação de forno de refluxo de PCB como um estudo transitório para refletir as condições à medida que uma placa se move através de um forno. O modelo aproveita a funcionalidade de parâmetros do projeto no Simcenter FLOEFD e os novos recursos de automação EFDAPI são usados para modificar parâmetros. A abordagem simula o processo de refluxo dentro de um espaço de pequeno volume ao redor da PCB com condições de contorno de fluxo em movimento, em vez de simular o forno real com corpos em movimento.
Assista a este vídeo para ver as etapas indicativas na configuração e execução de uma simulação de processo térmico de forno de refluxo PCB.
Observação: o uso avançado desse novo recurso combina o Simcenter FLOEFD e a ferramenta de exploração de projeto e automação de simulação Simcenter HEEDS para estudos de otimização extensivos.
Análise térmica de PCB: Territórios Térmicos Autônomos da Ponte EDA
A fidelidade da modelagem térmica de PCB localizada oferece vantagem de precisão para modelar cobre e camadas abaixo de componentes críticos. Esta solução computacionalmente eficiente continua sendo uma boa alternativa à modelagem explícita aplicada a uma placa inteira. Anteriormente no Simcenter FLOEFD, os territórios térmicos eram definidos centralizados em um único componente e com proporção definida. Agora no Simcenter FLOEFD 2312, os usuários podem especificar um território térmico independente que pode ser colocado em qualquer lugar de forma independente em uma PCB e depois definir sua proporção. Isso permite que a fidelidade da modelagem localizada seja definida para abranger áreas com grupos de componentes com mais facilidade.
Os usuários definem as seguintes definições e então selecionam o nível de modelagem:
1) Localização (X e Y)
2) Tamanho (Comprimento e Largura)
Análise térmica de PCB: script EDA Bridge
Os usuários agora podem gravar e reproduzir scripts que capturam o fluxo de trabalho na janela principal do EDA Bridge, onde você processa dados ECAD importados. A funcionalidade que pode ser gravada e executada inclui ações como alterar o nível de modelagem da placa e criar territórios térmicos. Os scripts serão aprimorados nas versões subsequentes do Simcenter FLOEFD 2312 em diante
Modelagem térmica de componentes eletrônicos: atualizações do Package Creator
O que é o Package Creator? O utilitário Package Creator existente no Simcenter FLOEFD permite que os engenheiros criem modelos térmicos de pacotes IC baseados em geometria CAD 3D de forma rápida e fácil em minutos a partir de uma lista de guias de modelos para famílias de pacotes comuns. Esses modelos detalhados podem então ser usados em estudos de simulação de resfriamento de eletrônicos no Simcenter FLOEFD.
No Simcenter FLOEFD 2312, as seguintes atualizações foram implementadas no Package Creator:
– 2 novos modelos iniciais de pacote IC: Flip Chip CBGA e Wirebond CBGA.
– Criação de modelos detalhados prontos para Simcenter Flotherm que você pode exportar para compartilhar com outras organizações
Aprimoramentos de análise estrutural no Simcenter FLOEFD 2312
Estrutural: Operação booleana em malha para lidar facilmente com geometria complexa
Certos modelos de geometria complexa podem, às vezes, criar problemas pelos quais as operações booleanas simplesmente não podem ser concluídas usando processos booleanos CAD ou, em outros casos, abordagens booleanas de pré-processador podem consumir muito tempo. Um novo gerador de malha estrutural aprimorado e preparação de geometria agora suporta Mesh Boolean para malha de análise estrutural. Isso fornece uma solução que permite aos engenheiros criar malhas de forma mais rápida e automática, mesmo para geometrias extremamente complexas.
Estrutural: Materiais não lineares
O banco de dados de engenharia foi aprimorado para poder definir curvas de tensão-deformação de engenharia para materiais sólidos no Simcenter FLOEFD, para combinar com o aproveitamento dos recursos existentes do solver Simcenter 3D Nastran para executar uma análise. Como lembrete, a conexão do solver não linear Simcenter NASTRAN para Simcenter FLOEFD foi introduzida na versão 2306.
Estrutural: Modelagem de grandes deformações
Uma nova opção agora pode ser selecionada para grandes deformações, ativando a opção correspondente do solver Simcenter 3D não linear Nastran. O Simcenter FLOEFD 2312 agora permite o recálculo da tensão-deformação de engenharia para a tensão-deformação verdadeira. Isto fornece resultados mais precisos para análise onde grandes valores de deformações são alcançados.
Estrutural: Contatos gerais melhorados
Usar o Simcenter FLOEFD e aproveitar o solver não linear Simcenter 3D Nastran ao modelar tipos gerais de contatos agora significa que os contatos podem aparecer e desaparecer durante o processo de cálculo iterativo como resultado da deformação do corpo. Nas versões anteriores do FLOEFD, os contatos eram criados antes do início do solver e não podiam ser alterados, aparecer ou desaparecer para corpos deformados.
Malha CFD mais rápida para geometrias convergentes, facetadas e STL
A geração de malha agora é acelerada para geometrias convergentes, facetadas e STL, portanto é tão eficiente quanto a geração de malha para geometria sólida paramétrica. Um exemplo abaixo sendo 10x mais rápido para um modelo de veículo que foi convertido a partir de dados STL como uma carroceria convergente para um estudo externo de aerodinâmica.
Simcenter FLOEFD com tamanho de malha de 62 milhões de células.
Comparando o tempo de malha:
Na versão anterior 2306 = 2 horas
Agora na versão 2312 = 12 minutos
Modelagem térmica de PCB inteligente – melhorias de fidelidade e velocidade
O recurso Smart PCB é uma das várias opções para modelagem térmica de PCB. É uma abordagem sofisticada para capturar com eficiência a distribuição detalhada do material de um PCB sem o recurso computacional adicional e as penalidades de tempo normalmente necessárias para modelar explicitamente o PCB. Isso é feito usando uma abordagem de montagem de rede, em que é gerada uma grade em estilo voxel baseada nas imagens de cada camada de PCB em dados EDA importados.
No Simcenter FLOEFD 2312, a velocidade do solver para o cálculo do Smart PCB foi otimizada significativamente para que você possa aproveitar melhor essa opção de modelagem para análise térmica de PCB de alta precisão e ainda mais rápida. Além disso, esta aceleração do solver permitiu a alteração das configurações padrão para o número de blocos em uma PCB. As configurações agora vão do padrão 100 a 300, o que por sua vez produz uma solução mais precisa, especialmente ao usar a opção de modelagem “Fina”.
Os resultados dos tempos de solução para 3 modelos diferentes são mostrados abaixo comparando as configurações finas e médias para o número de peças definidas, tanto no Simcenter FLOEFD 2312 quanto na versão anterior 2306. Os tempos de solução ilustrados mostram uma velocidade aumentada por um fator de 1,5 vezes para 8 vezes é possível, o que é vantajoso para realizar estudos térmicos de PCB precisos em menos tempo. Claramente, o tamanho e a complexidade do PCB são um fator na aceleração possível, como seria de esperar. Você também pode observar o tempo de solução significativamente mais curto para um Smart PCB resolver em comparação com um modelo de PCB explícito.
Automação – EFDAPI é uma API aprimorada para acelerar seu processo
A nova EFDAPI foi introduzida e agora abrange todos os recursos e parâmetros existentes no Simcenter FLOEFD. A funcionalidade aprimorada e a maior facilidade de uso permitem que os engenheiros aproveitem a automação para reduzir o fluxo de trabalho de simulação.
Considere o caso de automatização da simulação de resfriamento eletrônico de um Boost Converter
O breve vídeo a seguir ilustra a automação das etapas a seguir
Execute CAD e abra o modelo
Criar projeto FLOEFD
Configure todas as condições de limite e configurações de simulação
Execute a simulação e pós-processe os resultados
Pós-processamento de resultados em lote sem abrir CAD
Normalmente usando CFD incorporado no Simcenter FLOEFD CAD em operação normal, um projeto precisa ser aberto e os resultados precisam ser carregados para criar imagens e planilhas resultantes. Criá-los automaticamente após o cálculo usa a ferramenta “Processamento de resultados em lote” . Agora, o processamento de resultados em lote é possível sem abrir o CAD.
Agora você pode:
– usar a exportação de execução de linha de comando que gera os arquivos necessários para o processamento de resultados em lote em máquinas Windows ou Linux
– executar o solucisolver onador no servidor remoto e processar os resultados em lote no servidor no final de uma solução automaticamente, sem copiar os arquivos de volta para o cliente
Neste breve vídeo abaixo, as etapas são ilustradas:
Exportação SCD5 Suporte para Simcenter 3D
Os campos do Simcenter FLOEFD agora podem ser exportados no formato SCD5 do Simcenter 3D. Isso resulta em um arquivo binário para transferência de dados do FLOEFD para o Simcenter 3D. Isso significa que pode haver uma vantagem significativa no tamanho do arquivo usando o formato binário SCD5. Isso ajuda na transferência de campos de uma análise térmica para uma análise de tensão termomecânica no Simcenter 3D.
Você pode exportar campos de pressão e temperatura em estado estacionário ou transitório para um arquivo CGNS usando o arquivo de malha SCD5 como dados de entrada.
Os arquivos de cena do Simcenter FLOEFD agora podem ser salvos no formato JT. Isso permite a visualização dos resultados da simulação do Teamcenter usando seu visualizador (que usa o formato JT).
Gostaria de otimizar o desempenho térmico dos seus projetos de eletrônicos? Com a nova versão do Simcenter FLOEFD 2312, você pode reduzir drasticamente o tempo de pré-processamento e acelerar o fluxo de trabalho dos seus projetos. Desde análises estruturais avançadas até modelagem térmica de PCB inteligente, este software aprimorado oferece uma gama de possibilidades. Agende uma reunião com a CAEXPERTS hoje mesmo para descobrir como podemos ajudar a impulsionar sua eficiência e precisão de simulação.
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