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CAE/模拟仿真 |
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电子散热系统多物理场耦合协同仿真系统 |
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作者：中国电子科技集团公司某研究所 |
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项目概况
该所主要开发电子系统、电子设备，以高新电子技术及其工程应用为主，产品涉及通信、测量、气象、航空、汽车、信息系统集成、功率电子产品、信号处理产品、射频仿真产品等各大类，是电子工业高新技术重大科技攻关项目的中坚力量。
电子产品结构、热、流体等的性能会直接影响其产品的电气性能，如功率、串扰、性噪、损耗、有效距离等。为对电子产品的工作环境进行准确模拟，本项目建立了电子产品工作环境多物理场协同仿真工程环境，提高了电子产品结构设计（如散热系统、电源系统等）的真实工作环境下的动态性能设计与仿真，提高了设计的准确性、动态性、协同性和效率。
项目挑战
（1）电子产品环境仿真过程中不同仿真工具间的参数、模型传递和工具的集成是协同仿真工程环境的基础。
（2）多物理场耦合仿真流程的适应性问题，即同一流程可应用于不同产品形式、不同设计方案是协同仿真工程环境的关键。
（3）多物理场耦合仿真流程的易用性问题，即设计师能应用熟悉的工程化语言，通过在设计模型上完整定义产品性能的参数就可完成设计方案的多物理场耦合协同仿真和优化是协同仿真工程环境推广的重要因素。
解决方案
应用PERA.Simulation平台的双向参数CAD接口、仿真工具接口CAX-plugin、工程参数管理可有效解决工具间的参数、模型的传递和转化，利用平台的集成功能实现不同工具的集成。
利用PERA.Simulation平台的流程模板以及模板定制工具，通过对不同部件，如散热系统、电源系统等，性能仿真流程的分析，提取流程的共性进行集成定制。通过人工交互选择的方式处理产品形式和设计方案的差异，使定制的流程能应用于产品的不同情况。
应用PERA.Simulation平台的双向参数CAD接口和建模模块，将产品不同功能部分进行命名，将性能仿真的参数和设置，如载荷、边界条件等，与组名进行关联，可实现数据在项目挑战（2）中定义好的流程中传递处理。
电子产品工作环境多物理场耦合协同仿真结果（变形、振动、温度、流场）
电子产品真实工作环境下电气性能（幅角、相差）仿真结果
电子产品工作环境多物理场耦合协同仿真业务流程
用户价值
通过应用协同仿真工程环境进行产品工作动态环境的多物理场性能仿真和优化，是设计方案能同时考虑不同因素的影响，比孤立单学科仿真提高了准确性。
通过流程的固化，统一并规范了的不同设计师的分析过程，避免了不同人员分析的差异性。
通过工具的集成、数据的自动处理和传递，减少了人工处理数据的繁琐，避免了人为错误的发生，提高了工作效率和自动化程度。
利用模板和自动化处理技术，使设计师不必深入掌握很多分析工具的使用，把更多精力放到产品本身问题的解决上。对产品设计仿真手段的推广起到了积极作用，减少物理样机的试验次数，从而节约了更大的开发成本。
用户评价
通过电子产品工作环境多物理场协同仿真工程环境建立，解决了实际环境仿真的技术问题，使设计师能按照流程进行结构、热和流体、电磁等性能进行仿真，并最终实现电子产品多学科性能的优化。
相比传统的单学科孤立的性能仿真，协同仿真工程环境可进行物理场协同仿真、产品工作环境动态仿真，并提高了规范性、自动化及数据的管理水平。
电子产品工作环境多物理场耦合协同仿真优化流程
(end)
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(10/24/2008) |
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