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ALPHA-Numerics

Thermisches Modell eines Servers
Thermisches Modell eines Servers
Die ALPHA-Numerics GmbH ist ein Dienstleister im Sektor "Elektronikkühlung". Neben der 3D- Simulationssoftware 6SigmaET bietet sie auch Bauteile wie Heat-Pipes, Kühlkörper, Wärmepads und Gehäuse an. Die Experten von ALPHA-Numerics stehen darüber hinaus als Berater für Elektronikkühlung zur Verfügung.
"Kleiner, schneller, leistungsfähiger" sind die immerwährenden Antriebsfaktoren der Elektronikentwicklung. Das gilt für das einzelne Bauteil bis hin zum kompletten Gerät und bedeutet nichts anderes als: "mehr Wärme bei geringerem Volumen". Damit infolge der hohen Leistungsdichte die verwendeten Bauteile nicht thermisch überlastet werden, muss die Wärme effizient abgeführt werden. Wenn Konvektion nicht ausreicht, wird eine aktive Kühlung erforderlich. Wo diese platziert werden soll und wie z.B. Kühlrippen zu dimensionieren sind, ist mit den üblicherweise verwendeten Formeln zur Berechnung nicht ausreichend genau zu bestimmen.
Da der Bau von Prototypen für alternative Designvarianten aus Zeit- und Kostengründen oft nicht in Frage kommt, bietet ein computergestütztes Konzept mit Simulation der Erwärmung durchaus Vorteile. Die typischen Kühlungsfragen lassen sich am effektivsten in der Vorentwicklung lösen. In dieser Phase existieren aber noch keine "realen Prototypen", wie sie für Messungen unbedingt nötig wären. Für "virtuelle Prototypen" benötigt man eine Software, die die Luftbewegung, inklusive der Mitnahme von Wärme durch Luft ("Konvektion"), die Wärmeleitung in den Bauteilen, Leiterplatten und Wänden, sowie die Infrarotabstrahlung zuverlässig berechnen kann. 6SigmaET ist die passende Lösung dieses Problem. Dabei wird der Aufwand möglichst gering gehalten, die Ergebnisse sind aber trotzdem so genau wie nötig. Die Verwendung robuster und stabiler Algorithmen reduziert den Speicher- und Rechenzeitbedarf deutlich.

Die objektorientierten Modellierungsmöglichkeiten erlauben es, ohne großen Aufwand mit Konzeptstudien zu beginnen. Das daraus resultierende System-Modell, in dem die nötigen Wärmequellen und Hilfsmittel zur Wärmeabfuhr enthalten sind, ermöglicht sowohl eine qualitative als auch eine ausreichend genaue quantitative Temperaturanalyse. Gehäuse, Leiterplatten, Bauteile, Lüfter, Lochbleche und Kühlkörper können einschließlich ihrer physikalischen Eigenschaften mit den in 6SigmaET gebotenen dreidimensionalen Konstruktionsmöglichkeiten aufgebaut werden. Zusätzlich kann man mechanische CAD Komponenten 1-zu-1 in das System-Modell importieren.
Da die Resultate der Thermosimulation mit verschiedenen grafischen Methoden dargestellt werden können (Temperaturverläufe, Luftströmungen und Wirbel, beliebig positionierbare Messfühler und frei wählbare Schnittebenen), sind sie wesentlich aussagefähiger und enthalten mehr Informationen als Messwerte oder Bilder von Wärmekameras. Wenn ein System über einen weiten Umgebungstemperaturbereich verifiziert werden soll, dauert dies in einer Klimakammer deutlich länger als ein entsprechender Simulationslauf. Hier kann 6SigmaET deutlich helfen, Zeit und Geld zu sparen. Die Simulation liefert dreidimensional dargestellte Ergebnisse, die einfach zu interpretieren sind und bei Bedarf sogar animiert werden können, so dass Luftströmungen in eindrucksvoller Weise dynamisch sichtbar gemacht werden können.