HEAT Designer elektronik soğutma sistemlerinin termal analizi için geliştirilmiş, yapısal (Kartezyen) çözüm ağından yararlanan termal akışkan analizi yazılımıdır. HEAT Designer Creadle’ın STREAM için geliştirmiş olduğu teknolojiden yararlanır.
Özellikler:
HEAT Designer kullanımı kolay, elektronik soğutma sistemlerinin termal analizinde yararlanılan bir yazılımdır. Kullanıcı arayüzü oldukça basittir ve elektronik sistemlerin analizi için gerekli bazı parametreler programın içinde önceden tanımlanmıştır. STREAM yazılımının sahip olduğu teknolojiden yararlanılarak üretilen bir program olduğundan gürbüz (robust) bir yazılımdır. HEAT Designer diğer yazılımlara göre daha az hafıza kullanmasına nazaran performansı maksimum seviyededir. Bu da doğal olarak hesaplama zamanın daha az olmasını beraberinde getirmektedir.
ÖN İŞLEMCİ (PREPROCESSOR)
HEAT Designer ön işlemcisi, çözücü için gerekli verilerin hazırlandığı, geometrilerin yaratıldığı, çözüm ağlarının oluşturulduğu ve sınır koşullarının girildiği programdır. Elektronik parçaların termal tasarımı için geliştirilmiş özel bir arayüze sahiptir.
Çözüm Ağı Oluşturulması
HEAT Designer yapısal çözüm ağı (Kartezyen ve Silindirik) oluşturma kabiliyetine sahiptir. Standart uzunluk ve geometrik orandan yararlanarak otomatik çözüm ağı oluşturulabilir. Çözüm ağı bölümlerinin sayısı her bir parça için ayrı olarak ayarlandığından her bir yeni parça yüklenmesinde veya yaratılması esnasında zaman kazanılmış olunur.
Deformasyon Fonksiyonu (Dikdörtgensel yaklaşım)
Geometrinin karmaşıklığına bağlı olarak çözüm ağı eşit olarak dağıtılamayabilir veya otomatik çözüm ağı oluşturucu fonksiyonlarının kullanılması istenebilir. Eşit olmayan bir çözüm ağı dağılımının ve orijinal geometrinin yanlış tanımlanmasının önlenmesi için çözüm ağı oluşturulmadan önce geometri merdiven kalıplı bir şekle dönüştürülür. Bu fonksiyon kullanıcıya kesin çözüm ağı yerlerini tanımlamasına olanak tanır. Ayrıca uygun yüzey alanının ve hacminin çözüm ağı oluşturulmasından sonra korunmasını mümkün kılar.
Ayarlar
HEAT Designer’ın ara yüzü hava akışının ve ısı geçişinin simülasyonuna yönelik hazırlandığından bu durumların modellenmesi oldukça kolaydır.
HEAT Designer STREAM temelli bir yazılım olduğundan benzer arayüzleri kullanırlar. Bu da kullanıcıya HEAT Designer’dan STREAM’e geçerken kolaylık sağlar.
CAD Dosyasının Yüklemesi
HEAT Designer yazılımına elektronik kartların model geometrisi 3D CAD (Parasolid(X_T), STEP(.stp), STL, DXF) ve IDF verisi olarak aktarılabilir. HEAT Designer ön işlemcisinden yararlanarak geometri basitleştirilebilir, boyuta göre betik (batch) silinebilir ve klik-seçmeli silme işlemi (özellikle az ve ya çok parçalı karmaşık CAD dosyalarında faydalıdır) yapılabilir.
CAD dosyalarının yüklenmesi sırasında parçaların pozisyonları, boyutları yapılmak istenilen simülasyona göre ayarlanabilir.
CSV Dosyası
Malzeme özelliklerinin kullanıcı tarafından girilebilir. Fakat bu iş yükünü arttırdığı gibi hata yapılması ihtimalini de yükseltmektedir. Bu tip sorunların çözümü olarak, HEAT Designer CSV dosya arayüzüne sahiptir. CSV dosya arayüzü, parça verilerinin (parça ismi, malzeme özellikleri vb.) Excel formatında çıktısının alınmasına imkân tanır. Ayrıca, kullanıcı ayrı bir lisans gerektirmediğinden Excel dosyasını hazırlamak için başkasına verebilir ve böylece iş yükü azaltılmış olur.
HEAT Designer Ön İşlemcisi Fonksiyon Listesi
| Modelleme | CAD veri arayüzü | Parasolid(X_T), STEP, STL, DXF(3Dface), XGL, NASTRAN, IDF |
| Elektronik parça şablonu | Cuboid, Hexagon, Cylinder, Cone, Sphere, Polygon, Inclined Plate, Panel(Orthogonal, Quadrilateral, Inclined), Housing, Board, Radiator Fin, Pin Fin, Card Guide, Slit Punching, Clipping, Fan(Rotating, Cross-Flow) | |
| Model ayarları | Fare kullanarak 3 boyutlu düzenleme, grip-snap fonksiyonu
Diyaloglarla detaylı ayarlamalar, bağıl koordinatlar |
|
| Geometri eklemesi | Boolean operasyonları (add, subtract, multiply, cut by plane, fill hole)
Basitleştirme (hexagonalize, cylindricalize, line up parts) Küçük geometrilerin temizlenmesi |
|
| Managing parçaları | Parça kütüphanesinin kaydı | |
| Çözüm Ağı Oluşturma | Otomatik çözüm ağı | Otomatik belirli sayıda çözüm ağı oluşturma |
| Otomatik az gelişmiş çözüm ağı | Parça şekillerine dayalı az gelişmiş çözüm ağı oluşturma | |
| Çözüm ağı genişliğinin kontrolü | Minimum çözüm ağı genişliğinin belirlenmesi
Parçalar etrafındaki çözüm ağı genişliğinin belirlenmesi |
|
| Çözüm ağları arasında alt bölüştürme | Çözüm ağı sayısına ve genişlik oranına bağlı detaylı altbölüm ayarları | |
| Durumlar | Wizard ile basit ayarlar | Başlangıç Wizard
Durum Wizard (Akı, Radyasyon, Basınç Kaybı, Kontak ısı transferi vb.) |
ÇÖZÜCÜ (SOLVER)
Çözücü, ön işlemci de tanımlanmış olan çözüm ağı bilgilerini ve hesaplama koşullarını kullanarak analizi gerçekleştiren programdır. Kullanıcının tek yapması gereken analiz dosyasını çözücüye girmektir. Hesaplama işlemi monitörden gözlemlenebilir.
Yüksek Hızlı Hesaplama
HEAT Designer en büyük avantajlarından biri STREAM gibi yüksek hızlı analiz yapabiliyor olmasıdır. Termal tasarımlar analizi sırasında birçok “eğer ki” durumu göz önünde bulundurulur. Bu yüzden en kısa süre de analize hazırlanması ve analizin gerçekleştirilmesi termal analizler de oldukça önemli bir konudur.
Ayrıca, HEAT Designer ile büyük-çaplı analizler kabul edilebilir sürede çözülebilir. Bu da karmaşık CAD verilerinin az veya hiçbir bir değişiklik yapmadan kullanımına olanak sağlar.
– Hesaplama Hızı Örnekleri–
1) LCD yansıtıcı: 4.510.000 eleman, 128 devir, 4 saat ve 28 dakika (Opteron885 2.6 GHz)
2) DVD araba navigasyon sistemi: 3.530.000 eleman, 128 devir, 2 saat ve 17 dakika (Pentium4 3.6 GHz)
3) PCB: 690.000 eleman, 171 devir, 30 dakika (Athlon MP 1.8 GHz)
Monitör Fonksiyonu
Monitör fonksiyonunda yararlanarak yakınsama, akış debi ve sıcaklık değerlerine bakarak analizin doğru gidip gitmediği kontrol edilebilir. Analiz işlemi durdurulup daha sonra analize tekrar kaldığı yerden devam edilebilir.
HEAT Designer ve STREAM Yazılımlarının Hesaplama Fonksiyonlarının Karşılaştırılması
| Hesaplama Fonksiyonları | HEAT Designer | STREAM | ||
| Çözüm Ağı | Yapısal çözüm ağı | Kartezyen koordinatlar | * | * |
| Silindirik koordinatlar | * | |||
| Yapısal olmayan çözüm ağı | (Hareketli elemanlar) | * | ||
| Nümerik Yöntem | Sonlu hacimler yöntemi | * | * | |
| Sonlu elemanlar metodu | Hareketli elemanlar | * | ||
| Çözüm Ağı Bağlantılı Fonksiyonlar | Üçgensel prizma elemanlar | * | ||
| Periyodik sınır koşulu | * | |||
| Fiziksel Modeller | Akışkan | Sıkıştırılamaz akış | * | * |
| Sıkıştırılabilir akış | * | |||
| Daimi durum/sürekli olmayan analizler | * | * | ||
| Türbülans modelleri | Standart k-ε modelleri | * | * | |
| Yüksek-Reynolds-Sayılı | 2 tip | |||
| Düşük-Reynolds-Sayılı | 1 tip | 2 tip | ||
| Cebirsel stres modeli | * | |||
| Sıcaklı alanı iki-denklem (NK / AKN) modeli | 2 tip | |||
| Termal analiz | İletim(katı/sıvı) | * | * | |
| Taşınım ısı transferi | * | * | ||
| Türbülans ısı transferi | * | * | ||
| Radyasyon | View factor metodu | * | * | |
| Akı metodu | * | |||
| Fan Modeli | * | * | ||
| Isı iletim paneli | (Radyasyon ihtimali) | * | * | |
| Nem/Yoğunlaşma | * | |||
| Solar radyasyon | * | |||
| Difüzyon | * | |||
| Katılaşma/Erime | * | |||
| Serbest yüzey | * | |||
| Çoklu-akışkan akışı | * | |||
| Parçacık izleme | * | |||
| Kimyasal reaksiyon | * | |||
| Yanma | * | |||
| Fonksiyon tablosu | Sınır koşulu | * | * | |
| Kullanıcı-tanımlı fonksiyon | * | |||
| Hesaplama Kontrolü | Hesaplama durumu hakkında analiz sırasında monitör sitemi | * | * | |
| İş yönetim fonsiyonu | * | * | ||
SON İŞLEMCİ (POSTPROCESSOR)
HEAT Designer yazılımının ard-işlemcisi Cradle’ın CFD programlarında kullandığı yaygın bir araç çubuğudur. Çözücü tarafından hesaplanan verilerin görselleştirilmesinde kullanılır. Ard-işlemci kontur verilerinin, vektörel sonuçların ve belirli noktalardaki değerlerin görselleştirilmesini sağlayan çeşitli fonksiyonlara sahiptir. Bu temel fonksiyonlarının yanında yüksek-kaliteli grafik çıktıların alınmasına da olanak tanır.
Temel Fonksiyonları
Cradle’ın ard-işlemcisi ayrıntılı görüntülemeye imkân tanıyan araç çubuklarına sahiptir. Ayrıca Cradle’ın ard-işlemcisi içersinde ürün tasarımı için gerekli olan tüm bilgilerin elde edilmesine yarayan araç çubukları da mevcuttur.
| Vector | Contour | Mesh |
 |
 |
 |
| Iso-surface | Streamline | Variable graph |
 |
 |
 |
Diğer Fonksiyonları
Cradle’ın ard-işlemcisi hesaplama sonuçlarının görselleştirmesine yarayan birçok farklı araç çubuğuna sahiptir. Bu görselleştirme fonksiyonları sadece CAE uzmanları için değil üçüncü parti gözlemciler içinde kullanışlıdır. Özel durumlar için geliştirilmiş fonksiyonlar temel fonksiyonlar ile görselleştirilemeyecek nümerik sonuçların elde edilmesini sağlar.
| Oil flow | Texture mapping | Lighting |
 |
 |
 |
| Variable registration | Comparative visualization | Neutral file |
 |
 |
 |
Animasyon
Animasyon akışı görselleştirmek için kullanılabilecek en ideal yoldur. Cradle’ın ard-işlemcisi ile daimi durum ve sürekli olmayan akışların görselleştirilmesi otomatik olarak yapılabilir.
 |
 |
 |
Ard-İşlem Fonksiyonları
| Geometrik Veri Seçimi | Keyfi düzlem veya yüzey üzerine grafik çıkarma | |
| Tüm hacim bölgesinin grafiği | ||
| Açılmamış silindir yüzey | ||
| Keyfi küçültme/büyütme | ||
| Değer ile ve seçim ile belirlenmesi | ||
| Çizim Fonksiyonları | Çözüm ağı, Vektör ve kontur grafikleri | |
| İzo-yüzey, Akım çizgisi | ||
| 2B Grafik | Ortalama ve min./mak. değerlerin hesaplaması | |
| Neutral dosya | Orijinal analiz model dosyasının görselleştirilmesi ve fan geometrisi | |
| Özel Efektler | Yağ akışı | |
| Texture mapping | ||
| Rotasyonel izdüşümü | Meridyen düzlem gösterimi | |
| Gerçekçi sunum | Karartı ölçeği, Transparanlık, Luster, Su-benzetimli ifadeler vb. | |
| Animasyon | Vektör animasyonu | |
| Parçacık işaretleyici | ||
| Bakış açısının otomatik ötelemesi | ||
| Anahtar-kare animasyonu | ||
| Walkthrough seçeneği | ||
| İsteğe Bağlı Fonksiyonlar | Mirror seçeneği/Periyodik kopyalama | |
| Math fonksiyonu, Değişken kayıt | ||
| İntegrasyon | Skaler, Vektörel, Hacimsel | |
| Yüksek çözünürlüklü veri görüntü alımı | BMP, JPG, Cradle Viewer | |
| Tekst ve BMP dosyalarının süperpoziyonu | ||
| Karşılaştırmalı görselleştirme | Çözüm ağından bağımsız karşılaştırma | |
| İzdüşümü alanın hesaplanması | ||
| CSV verilerinin alınması | Deneysel verilerin birleştirilmesi | |
| Multi-Thread seçeneği | ||
| Hız gösterin grafiğin de çabuklaştırılma |
