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Das Schnittbild durch eine aktive Com-Express-Kühllösung.
Die Temperaturverteilung und das Luftströmungsverhalten eines aktiven Heatpipe-CPU-Kühlers.

Eine Vernachlässigung des thermischen Managements kann im schlimmsten Fall zum Scheitern eines Projekts führen. Der effiziente Weg um Temperaturentwicklungen und Strömungsbedingungen zu visualisieren ist eine thermische Simulation.

Bei bestehenden Systemen übernimmt und simuliert man den Systemaufbau mit der bestehenden Kühllösung in das Simulationsmodell anhand der Randbedingungen. Um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten, müssen die Entwickler das 3D-Modell vorab für das Simulationsprogramm sorgfältig aufbereiten.

Bei Neuentwicklungen konstruiert man anhand von den Randbedingungen einen ersten Kühllösungsentwurf. Diesen simuliert man anschließend. Dabei empfielt es sich, mehrere Simulationen verschiedener Lösungen durchzuführen und die Ergebnisse zu bewerten, um daraus die passende Kühlvariante zu konstruieren.

Zur Durchführung einer thermischen Simulation sind folgende Informationen notwendig:

  • Thermische Leistungen der Komponenten
  • Umgebungstemperatur
  • 3D-Daten des Systems
  • Materialien der Komponenten
  • Lüfter / Lüfterlos
  • Zielvorgaben hinsichtlich der Temperaturen

Die Vorteile durch den Einsatz von thermischer Simulationen im Entwicklungsprozess sind:

  • Vermeidung thermischer Probleme bereits im Vorfeld
  • Massive Zeitersparnis bei der Entwicklung / weniger Entwicklungsschleifen
  • Transparente und planbare Entwicklungskosten
  • Kürzere Prototypenphasen
  • Leistungs- und kostenoptimierte Kühllösungen
  • Frühzeitiges Aufdecken von Hot-Spots im System
  • Aufdecken von weiterem Optimierungspotenzial im Systemaufbau (etwa Größenreduzierung bei gleicher Leistung, Anordnung von Bauteilen, Größe und Anzahl von Lüftungsschlitzen im Gehäuse)

Um Kunden schneller ans Ziel zu bringen hat die EKL ihre Entwicklungsabteilung ausgebaut und die Prozesse verbessert. EKL arbeitet mit der Simulationssoftware Flo-EFD von Mentor Graphics. FloEFD basiert auf CFD-Methoden.

Die Entwicklungspakete (Basic, Plus und Premium) sind über EKL erhältlich. Neben der Konstruktion der Kühllösung umfassen sie auch die Thermosimulation. Je nach Komplexität des Projektes kann der Kunde somit kostentransparent eines der Pakete auswählen.

Der Text basiert auf Unterlagen von EKL aus Leutkirch.