HeatDesigner

HeatDesigner elektronik soğutma sistemlerinin termal analizi için geliştirilmiş, yapısal (Kartezyen) çözüm ağından yararlanan termal akışkan analizi yazılımıdır. HeatDesigner Creadle’ın scSTREAM için geliştirmiş olduğu teknolojiden yararlanır.

Özellikler:

HeatDesigner 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. scSTREAM yazılımının sahip olduğu teknolojiden yararlanılarak üretilen bir program olduğundan gürbüz (robust) bir yazılımdır. HeatDesigner 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)

HeatDesigner 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

HeatDesigner 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

HeatDesigner’ın ara yüzü hava akışının ve ısı geçişinin simülasyonuna yönelik hazırlandığından bu durumların modellenmesi oldukça kolaydır.

HeatDesigner scSTREAM temelli bir yazılım olduğundan benzer arayüzleri kullanırlar. Bu da kullanıcıya HeatDesigner’dan scSTREAM’e geçerken kolaylık sağlar.

CAD Dosyasının Yüklemesi

HeatDesigner yazılımına elektronik kartların model geometrisi 3D CAD (Parasolid(X_T), STEP(.stp), STL, DXF) ve IDF verisi olarak aktarılabilir. HeatDesigner 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, HeatDesigner 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 fonksiyonuDiyaloglarla 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 belirlenmesiParçalar 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 WizardDurum 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

HeatDesigner en büyük avantajlarından biri scSTREAM 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, HeatDesigner 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.

HeatDesigner ve scSTREAM Yazılımlarının Hesaplama Fonksiyonlarının Karşılaştırılması

Hesaplama Fonksiyonları

Heat Designer

scSTREAM

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)

HeatDesigner 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.

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.

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