חשיבות הדמיה תרמית בתכנון אלקטרוני לרכב
כיום, הפונקציות האלקטרוניות במכוניות גדלות, ובקרוב יעלו על הערך שמספקות פונקציות מכניות. פונקציות אלקטרוניות הופכות גם למרכיבים התחרותיים העיקריים של דגמים. המגבלות של אספקה בזמן של דגמים אינם עוד תכנון מכני, אלא אלקטרוניקה ותוכנה. לכן, עלינו לא רק לתכנן את הרכיבים האלקטרוניים הללו במהירות, אלא גם לגרום להם להיות בעלי ביצועים גבוהים, איכותיים ועומדים בתקן האמינות.
מקור החום העיקרי של ציוד אלקטרוני הוא שבב המוליך למחצה (IC). שבבים אלו רגישים מאוד לטמפרטורה, מה שהופך את העיצוב התרמי לאתגר. התחממות יתר תגרום לשבב להיכשל בטרם עת. עם הגידול בפונקציות, בעיות פיזור החום הנלוות הופכות יותר ויותר בולטות, מה שהפך לגורם מגביל פוטנציאלי בפיתוח ציוד אלקטרוני. עבור התקני מפתח, יש צורך באסטרטגיות קירור מתאימות כדי למנוע התחממות יתר וכשל.
ניהול תרמי טוב צריך להיות מתוכנן בשלב הרעיוני של תהליך הפיתוח. מוצרים אלו הם לרוב מערכות מורכבות ודורשים שיתוף פעולה של מספר מחלקות תכנון עם רקע שונה: מהנדסי IC ו-FPGA, מהנדסי פריסת PCB, מהנדסי ייצור, מפתחי תוכנה, מהנדסי אמינות, מעצבי מכונות, מהנדסי שיווק, תדרי רדיו וחשמל מהירים, וכו' בשלב הרעיון יש צורך לקבל החלטות הקשורות להיתכנות המוצר. זה כרוך ב"האם ניתן לנהל ביעילות את אנרגיית החום שנוצרת על ידי המערכת בהתאם לחלל הנתון, לגודל, לביצועים ולפונקציה הרצויים?
מעצבי מכונות או מהנדסי תכנון תרמי יכולים ליצור בקלות מודלים רעיוניים של IC, PCB ושלדה, ולאחר מכן לדמות אותם כדי לראות אם הם יכולים לפזר חום ביעילות. אם כן, התכנון יכול להתקדם מנקודת המבט של ניהול תרמי. אם הצוות של מחלקת עיצוב אחרת מוצא את זה בלתי אפשרי להמשיך לאחר שלב הרעיון, ייתכן שהם יצטרכו לשנות את המפרט הפונקציונלי, מפרטי הגודל, המכשירים שבהם נעשה שימוש או גורמים אחרים של המערכת. עם זאת, אם הבעיה תימצא ותעצב מחדש בתהליך הפיתוח שלאחר מכן, העלות תגדל באופן משמעותי.
באמצעות תוכנת הסימולציה התרמית העדכנית ביותר, מהנדס התכנון יכול לבצע ניתוח חזיתי, לתפוס את המגמה, לפתור במהירות את הבעיה, לפתור במהירות ולהשוות תוכניות שונות, כדי להתקדם יותר בפרויקט, כדי להשלים ביעילות את העבודה של אנליסטים במשרה מלאה בשלב האימות המאוחר של הפרויקט. בהשוואה לתוכנת CFD מסורתית, ניתן לקצר את זמן מחזור הסימולציה ממספר שבועות למספר ימים או יום. מעצבים יכולים להשוות בין מגוון תוכניות עיצוב כדי לפתח מוצרים תחרותיים ואמינים יותר, וזמן מחזור סימולציה קצר יותר יכול לזרז את השקת המוצרים.
