La nueva versión del software Simcenter FLOEFD mejora el CFD embebido en CAD con más funciones para acelerar el trabajo de diseño térmico electrónico y simulación multi física en análisis estructural.
Viene con muchas funciones para ayudar a los ingenieros a modelar la complejidad de problemas en diseño, ir más rápido y mantenerse integrados. Descubre las nuevas funciones embebidas de Simcenter FLOEFD y las mejoras en la conectividad Siemens Xcelerator para los procesos de administración del ciclo de vida de los productos PLM.
Manejo térmico de la electrónica de potencia: Modelo compacto IGBT
Los módulos de potencia de vehículos eléctricos con energías renovables aprovechan los semiconductores de potencia para la conmutación de estado sólido. En el corazón de los módulos de potencia, los transistores bipolares de puerta aislada discretos (Insulated Gate Bi-polar Transistors o IGBT), siguen dominando en muchas aplicaciones, incluso con la creciente adopción de los MOSFET de SiC y los dispositivos basados en GaN. La gestión térmica de los IGBT es crucial para su confiabilidad, por lo que una predicción precisa de la temperatura de unión resulta muy valiosa.
Uno de los enfoques de modelado térmico para simular un componente en estado estacionario es el método de modelo térmico compacto 2R (Two Resistor). Pero con el enfoque de modelado 2R, la potencia se establece como un valor constante o se determina mediante una ecuación simple. Este enfoque no es adecuado para un IGBT que está sujeto a pérdidas eléctricas y se predice mejor utilizando una característica no lineal Corriente-Tensión. En Simcenter FLOEFD 2306 una nueva opción para modelar IGBTs es una combinación de un elemento eléctrico y un modelo 2R que permite determinar la fuente de calor mediante una curva característica no lineal de corriente-tensión.
¿Cómo funciona el modelo compacto IGBT de Simcenter FLOEFD durante una simulación? Se obtiene un valor de temperatura de la unión en la iteración actual que se utiliza para predecir la potencia del IGBT a partir del gráfico I-V que, a continuación, puede aplicarse al modelo 2R como fuente de calor y así sucesivamente a medida que avanzan las iteraciones.
Modelado de orden reducido: Temperatura de referencia para la extracción de BCI-ROM
Los modelos de orden reducido con condiciones de frontera (BCI-ROM) se siguen adoptando para apoyar el análisis transitorio en forma de matrices, para mejorar el modelado electrotérmico en herramientas de simulación de circuitos (formato VHDL-AMS) y para apoyar la simulación de sistemas (formato FMU). El valor de esta tecnología en el sector reside en la conservación de la precisión del modelo térmico de conducción 3D en un modelo de orden reducido que puede utilizarse en cualquier entorno térmico. Para los modelos en los que los materiales tienen propiedades dependientes de la temperatura, solía haber un paso añadido por el que todas las dependencias debían sustituirse por valores constantes. Al implementar una temperatura de referencia en los ajustes de exportación, los valores constantes de las dependencias pueden obtenerse para todos los materiales en un proceso más racionalizado.
Explorador de componentes: Exportar e importar listas de componentes
A través de hojas de cálculo de Microsoft Excel se pueden gestionar grandes volúmenes de materiales de componentes electrónicos y propiedades de componentes, como potencias. Las propiedades de los componentes pueden exportarse a una hoja de cálculo Excel y, a continuación, editarse e importarse de nuevo. El orden de los componentes en la lista exportada sigue la jerarquía del diseño original. Las propiedades que se pueden editar son: Material del componente; Valor de la fuente de volumen; Componente 2R (la instancia de la biblioteca y la corriente); Componente LED (la instancia de la biblioteca y la corriente).
Mejoras del análisis estructural en Simcenter FLOEFD
Conexión del solver no lineal Simcenter NASTRAN para Simcenter FLOEFD
Muchas aplicaciones de análisis estructural de interés en electrónica y otros sectores requieren capacidades de solver no lineal. Se implementó una nueva conexión entre Simcenter FLOEFD y el solver estructural no lineal NASTRAN. Con esto se puede configurar un nuevo proyecto para la simulación de análisis no lineal desde Simcenter FLOEFD, resolver y ver los resultados desde la misma interfaz.
Análisis estructural: modelado de grandes desplazamientos
Simcenter FLOEFD 2306 aprovecha las capacidades no lineales del solver iterativo 401 de Simcenter NASTRAN para tener en cuenta el comportamiento no lineal estructural debido a grandes desplazamientos de la geometría, en el siguiente vídeo se explican los pasos necesarios.
Análisis estructural: Contactos basados en la tolerancia
Una etapa crucial del preprocesamiento para los analistas estructurales incluye la definición de contactos en superficies de cuerpos superpuestos o con huecos entre ellos. Con las herramientas tradicionales de simulación esto puede llevar mucho tiempo, por ejemplo, en situaciones con geometría no ideal, por lo que se requiere una preparación adicional de la geometría. En Simcenter FLOEFD 2306, los ingenieros aprovechan la funcionalidad de creación automática de contactos.
Consideremos un caso real de un producto como un faro de automóvil con geometría irregular, electrónica embebida y un conector de luz montado. Para realizar un análisis preciso es necesario tener en cuenta los contactos esféricos, pero esto suele plantear algunos problemas y requiere invertir tiempo en el preprocesamiento. Ahora, estos contactos pueden crearse mucho más fácil gracias a la creación automática de contactos basada en tolerancias de Simcenter FLOEFD 2306. El siguiente vídeo muestra los pasos para utilizar esta nueva función.
Análisis estructural: control del aspecto de la malla
Por razones de eficiencia, el modelado de placas delgadas o componentes de geometría fina, como las capas de PCB con una relación de aspecto más alta, resulta ventajoso desde el punto de vista computacional. Los ingenieros pueden especificar una relación de aspecto máxima para determinados componentes en la configuración de la malla estructural. Los pasos para configurar la relación de aspecto de la malla se ilustran en este breve vídeo.
Análisis estructural: Objetivos del análisis de frecuencias
El análisis de la frecuencia modal se renueva en Simcenter FLOEFD 2306. Los valores propios resultantes del análisis de frecuencias modales se establecen como valores objetivo de un análisis y, por tanto, pueden utilizarse como funciones objetivo para el estudio paramétrico o la optimización, de modo que pueda explorar el espacio de diseño de forma más completa.
Video sobre analisis de frecuencia en Simcenter FLOEFD
Aumento de la velocidad del mallador (mesher) en Simcenter FLOEFD
Se ilustran algunos ejemplos de aumento de velocidad y optimización del generador de malla cartesiana para diferentes modelos con diferentes recuentos de celdas y volúmenes de cuerpos. Como se puede ver en términos de escala esto ofrece mejoras de 9-12x de velocidad para 32 núcleos para un modelo de 10-20 m de celdas. Esto es una mejora de un factor de 2-3 veces más rápido entre versiones.
Se realizaron mejoras en la optimización del tamaño del archivo de malla y de la lectura/escritura para archivos de malla. Los tiempos de escritura de archivos de malla son más cortos.
Importar datos PCB: Mejoras en EDA Bridge y Smart PCB.
La importación de EDA Bridge y la generación de Smart PCB se mejoró en cuanto a velocidad y reducción del tiempo de actualización tras la edición de las características de Smart PCB.
A continuación, puede ver un caso de un PCB con 54M nodos que es más de 6 veces más rápido al importar de Smart PCB y en la generación de malla. Estas mejoras entre versiones siguen ayudando a acelerar el trabajo de análisis térmico integrado de ECAD a CAD para que pueda evaluar más diseños de PCB en tiempos de proyecto ajustados.
Simcenter FLOEFD para Simcenter 3D: análisis multifísico
Simcenter FLOEFD 2306: Simcenter FLOEFD para Simcenter 3D con licencias basadas en tokens. Simcenter FLOEFD ya está disponible para los usuarios de Simcenter 3D mediante una licencia basada en tokens. Ofrece así a los ingenieros analistas las funciones de dinámica de fluidos computacional CFD de Simcenter FLOEFD. Cuando se activa, Simcenter FLOEFD aparece como una pestaña de análisis de flujo dentro de la interfaz de Simcenter 3D. Se trata de un paso adelante en el apoyo a los clientes de Siemens Xcelerator que utilizan herramientas Simcenter y que han solicitado una mayor integración en la que los usuarios de ingeniería se benefician de un entorno único.
En un inicio Simcenter FLOEFD para Simcenter 3D contará con tres ofertas de productos: el software base, un módulo de electrónica y un módulo de iluminación. Si ya es cliente de Simcenter 3D y está interesado en una simulación CFD rápida y precisa para diseñadores y analistas, hable con su contacto o distribuidor de Siemens sobre Simcenter FLOEFD para Simcenter 3D, al que puede acceder mediante una licencia basada en tokens.
CAD y PLM con un CFD integrado
Siemens Digital Industries sigue actuando en respuesta a los comentarios de los clientes para mejorar los enlaces del análisis CFD integrado en CAD con el trabajo de administración del ciclo de vida del producto PLM como parte de Siemens Xcelerator y el compromiso de ayudar a los clientes a alcanzar los objetivos de gemelo e hilo digitales.
Para mejorar la integración con Teamcenter, el modelo de datos Simcenter FLOEFD se almacena ahora en formato de archivo XML. Esto permite personalizar el modelo de datos e integrarlo más fácil en los flujos de trabajo (workflows) establecidos por el cliente. Un archivo con el modelo de datos se distribuye con la versión para que pueda leerlo o editarlo y luego aplicarlo de nuevo a FLOEFD. El archivo XML con el modelo de datos se almacena en la carpeta de datos del programa localmente y también se puede almacenar en Teamcenter.
FMU en Linux
Toda la información necesaria, incluida la geometría, dentro de una FMU (Functional Mock-Up Units https://fmi-standard.org/) exportada desde Simcenter FLOEFD está disponible para su uso en Linux. Una FMU exportada desde FLOEFD se compila como una unidad independiente de la plataforma, por lo que se puede utilizar en una computadora Linux para co-simular con otro software, como Simcener Amesim. También es posible ejecutar el solver Simcenter FLOEFD de forma remota en Linux con una FMU importada en su interior si el otro software es compatible con Linux.
Nueva licencia SALT de Siemens en Simcenter FLOEFD 2306
Como parte de la consolidación en curso de los diferentes sistemas de licencias heredados para simplificar y mejorar la concesión de licencias para nuestros clientes en todos los productos de Siemens, Simcenter FLOEFD es compatible con SALT (Siemens Advanced Licensing Technology) en Siemens Licenser Server 2.2.0.0.
Tenga en cuenta que los clientes pueden utilizar sus licencias existentes al actualizar al servidor de licencias de Siemens. Para Simcenter FLOEFD 2306 es necesaria una actualización del administrador de licencias. Consulte todos los detalles en Support Center y en la documentación de las versiones.
Por: By Chris Watson y Peter Doughty desde el blog de Siemens
