Nueva versión 2306 de FLOEFD | Simulación CFD integrada en CAD

La versión más reciente de Simcenter FLOEFD, la 2306, trae consigo mejoras significativas en el CFD embebido en CAD, ofreciendo una amplia gama de funciones diseñadas para acelerar los flujos de trabajo relacionados con el diseño térmico electrónico. Además, esta actualización incluye mejoras en la simulación multifísica aplicada al análisis estructural, así como numerosas nuevas características destinadas a ayudar a los ingenieros a modelar la complejidad de manera más eficiente, aumentando su velocidad y manteniendo una mayor integración.

Continua leyendo para descubrir las mejoras introducidas en la conectividad Siemens Xcelerator para los procesos de gestión del ciclo de vida del producto.

 

Gestión térmica de la electrónica de potencia: Modelo compacto IGBT

Nueva versión 2306 de FLOEFD

Nueva versión 2306 de FLOEFD

Los semiconductores de potencia son ampliamente utilizados en los módulos de potencia para la electrificación de vehículos y las energías renovables, ya que permiten la conmutación de estado sólido. A pesar de la creciente adopción de los MOSFET de SiC y los dispositivos basados en GaN, los transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) discretos siguen siendo dominantes en muchas aplicaciones. Para garantizar la fiabilidad de los IGBT, es crucial gestionar adecuadamente su temperatura de unión, lo que hace que la predicción precisa de esta temperatura sea de gran valor.

El método de modelado térmico compacto 2R (Two Resistor) es uno de los enfoques más comunes para simular componentes en estado estacionario. Sin embargo, en el enfoque tradicional de modelado 2R, la potencia se establece como un valor constante o se determina mediante una ecuación simple. Este enfoque no es adecuado para modelar IGBT, ya que estos dispositivos están sujetos a pérdidas eléctricas y se predice mejor utilizando la característica no lineal de corriente-tensión. En la versión 2306 de Simcenter FLOEFD, se introduce una nueva opción para modelar IGBT que combina un elemento eléctrico con el modelo 2R, lo que permite determinar la fuente de calor mediante una curva característica no lineal de corriente-tensión.

¿Cómo funciona este modelo compacto IGBT de Simcenter FLOEFD durante una simulación? En cada iteración, se obtiene un valor de temperatura de la unión que se utiliza para predecir la potencia del IGBT a partir del gráfico I-V. Este valor de potencia puede luego aplicarse al modelo 2R como fuente de calor, y así sucesivamente a medida que avanzan las iteraciones.

Este breve video de 1,5 minutos muestra los pasos para la configuración, el postprocesamiento y las opciones de instanciación del modelo compacto IGBT.

 

 

Modelado de orden reducido: Temperatura de referencia para la extracción de BCI-ROM

esquema del modelado de orden reducido

Los modelos de orden reducido con condiciones límite (BCI-ROM) continúan siendo ampliamente adoptados en diversas aplicaciones. Estos modelos son utilizados para respaldar el análisis transitorio en forma de matrices, mejorar el modelado electrotérmico en herramientas de simulación de circuitos (en formato VHDL-AMS) y facilitar la simulación de sistemas (en formato FMU). La tecnología BCI-ROM es reconocida en el sector por su capacidad de conservar la precisión del modelo térmico de conducción 3D en un formato de orden reducido que puede ser utilizado en cualquier entorno térmico.

Anteriormente, en modelos donde los materiales presentaban propiedades dependientes de la temperatura, era necesario realizar un paso adicional en el cual todas las dependencias debían ser reemplazadas por valores constantes. Sin embargo, mediante la implementación de una temperatura de referencia en los ajustes de exportación, ahora es posible obtener automáticamente valores constantes para todas las dependencias de los materiales. Este proceso optimizado y racionalizado simplifica significativamente la tarea de sustituir las dependencias por valores constantes, agilizando así el uso de los modelos BCI-ROM en aplicaciones con propiedades térmicas dependientes de la temperatura

 

Funcionalidad de exportación e importación de una lista de componentes en el Explorador de Componentes

Ahora tendrás la capacidad de gestionar grandes volúmenes de materiales de componentes electrónicos y propiedades de componentes de manera más eficiente utilizando hojas de cálculo de Microsoft Excel. Las propiedades de los componentes pueden exportarse fácilmente a una hoja de cálculo de Excel, lo que te permite editarlas cómodamente y luego importarlas de nuevo al sistema. Además, el orden de los componentes en la lista exportada se mantiene siguiendo la jerarquía del diseñador original.

Entre las propiedades disponibles para editar se encuentran: el material del componente, el valor de fuente de volumen, el componente 2R (incluyendo la instancia de la biblioteca y la potencia) y el componente LED (incluyendo la instancia de la biblioteca y la corriente). Esta funcionalidad te brinda mayor flexibilidad y control sobre la gestión de tus componentes electrónicos, permitiéndote realizar cambios y actualizaciones de manera más eficiente.

esquema de exportador de componente de simcenter floefd

Nuevas mejoras en el análisis estructural en Simcenter FLOEFD 2306

 

Simcenter NASTRAN conexión de solver no lineal para Simcenter FLOEFD

Conexión de solver no lineal para Simcenter FloEFD

Se han realizado mejoras significativas en el análisis estructural dentro de Simcenter FLOEFD 2306, especialmente en relación con la capacidad de resolución no lineal que es requerida en diversas aplicaciones en el ámbito de la electrónica y otros sectores.

Una de las principales mejoras es la implementación de una nueva conexión entre Simcenter FLOEFD y el solucionador estructural no lineal NASTRAN. Esto permite configurar fácilmente un nuevo proyecto para realizar simulaciones de análisis no lineal directamente desde Simcenter FLOEFD. Además, ahora es posible resolver los problemas no lineales y visualizar los resultados, todo ello dentro de la misma interfaz de usuario.

En el siguiente video se muestran los pasos necesarios para establecer la conexión y configurar una simulación utilizando el solucionador no lineal NASTRAN desde Simcenter FLOEFD. Esta funcionalidad mejorada facilita y agiliza el proceso de análisis estructural no lineal, brindando a los usuarios una experiencia más integrada y eficiente.

 

 

Análisis estructural: modelado de grandes desplazamientos

modelado de grandes desplazamientos de floefd

En la versión 2306 de Simcenter FLOEFD, se ha introducido una importante mejora para tener en cuenta el comportamiento estructural no lineal que se produce debido a grandes desplazamientos en la geometría. Ahora, Simcenter FLOEFD aprovecha las capacidades no lineales del solucionador iterativo 401 de Simcenter NASTRAN.

 

Análisis estructural: contactos basados ​​en tolerancia

En el proceso de análisis estructural, una etapa de preprocesamiento fundamental es la definición de contactos entre superficies de cuerpos superpuestos o cuerpos con espacios entre ellos. En muchas herramientas de simulación de la industria, esta tarea puede llevar mucho tiempo, especialmente en situaciones con geometría no ideal, y a menudo requiere una preparación adicional de la geometría.

En Simcenter FLOEFD 2306, se ha introducido una valiosa funcionalidad que permite a los usuarios aprovechar la creación automática de contactos. Esto significa que ahora es posible definir los contactos de manera automática, lo cual agiliza significativamente el proceso de preprocesamiento. Los usuarios ya no tendrán que invertir tanto tiempo en la definición manual de contactos, incluso en situaciones con geometría complicada. Esta funcionalidad simplifica la preparación de la geometría y facilita el análisis estructural, permitiendo a los analistas ahorrar tiempo y aumentar la eficiencia en sus proyectos.

esquema análisis estructural Floefd

Imaginemos un escenario real donde consideramos un producto específico, como una unidad de faro automotriz. Este producto tiene una geometría compleja, componentes electrónicos montados y un conector de luz con una rótula. Para realizar un análisis preciso, es crucial tener en cuenta los contactos esféricos en esta configuración.

Tradicionalmente, abordar estos contactos esféricos supondría desafíos significativos y requeriría una considerable inversión de tiempo en el preprocesamiento. Sin embargo, gracias a la nueva funcionalidad de creación automática de contactos basada en tolerancia de Simcenter FLOEFD 2306, ahora es mucho más sencillo generar estos contactos de forma rápida y eficiente.

En el siguiente video, se muestran los pasos necesarios para utilizar esta nueva función y aprovechar la creación automática de contactos basada en tolerancia. Esto permite a los usuarios ahorrar tiempo valioso en el preprocesamiento y lograr un análisis más preciso de productos con geometría compleja, componentes electrónicos y contactos esféricos, como la unidad de faro automotriz mencionada anteriormente.

 

 

Análisis estructural: control de la relación de aspecto de la malla: ayuda a la eficiencia del modelado de geometría delgada

 

control de la relación de aspecto de la malla de floefd

Con el fin de optimizar la eficiencia computacional, el modelado de placas delgadas o componentes de geometría delgada, como las capas de PCB con una relación de aspecto más alta, es altamente beneficioso. En Simcenter FLOEFD 2306, los usuarios tienen la capacidad de especificar una relación de aspecto máxima para componentes específicos dentro de la configuración de malla estructural.

Esto significa que ahora es posible establecer un límite para la relación de aspecto de la malla en componentes particulares, lo que permite un modelado más eficiente y preciso de las placas delgadas.

Este avance en la configuración de la relación de aspecto de la malla contribuye a mejorar el rendimiento y la precisión en el análisis de componentes con geometría delgada, como las capas de PCB. Los usuarios pueden aprovechar esta funcionalidad para lograr simulaciones más rápidas y eficientes, asegurando resultados más precisos en sus proyectos de modelado.

 

Análisis estructural: Objetivos para el análisis de frecuencia

Análisis de frecuencia de FloEFD

En Simcenter FLOEFD 2306 se han realizado mejoras significativas en el análisis de dominio de frecuencia modal. Ahora es posible utilizar los valores propios obtenidos en el análisis de frecuencia modal como valores objetivo en otros análisis. Esto significa que los valores propios pueden utilizarse como funciones objetivo en estudios paramétricos u optimizaciones, lo que permite una exploración más exhaustiva del espacio de diseño.

Esta mejora proporciona a los usuarios una mayor flexibilidad y capacidad para investigar y optimizar el rendimiento de sus diseños. Al establecer los valores propios como objetivos, se pueden realizar análisis más detallados y se pueden obtener resultados más precisos al estudiar el comportamiento modal en diferentes condiciones y escenarios.

Esta funcionalidad ampliada abre nuevas oportunidades para explorar y optimizar el diseño de manera más completa, lo que resulta en productos más eficientes y mejor adaptados a las necesidades específicas de los usuarios.

 

Nueva versión 2306 de FLOEFD| Aumento de la velocidad del mallador

Aumento de la velocidad del mallador en Simcenter FLOEFD 2306

A continuación se presentan ejemplos ilustrados de la aceleración y optimización del generador de malla cartesiana para diferentes modelos, con indicaciones de recuentos de células y volúmenes corporales. Se puede observar una escalabilidad impresionante, con mejoras de rendimiento de 9-12 veces para 32 núcleos en un modelo de celda de 10-20 m. Estos resultados representan una mejora significativa de 2-3 veces más rápido en comparación con versiones anteriores, lo que demuestra los avances notables logrados en términos de eficiencia y velocidad.

esquema sobre aumento de velocidad del mallado en floefd 2306

Se han implementado mejoras tanto en la optimización del tamaño del archivo de malla como en la reducción de los tiempos de lectura y escritura de dichos archivos. Especialmente destacable es la notable disminución en los tiempos de escritura de los archivos de malla, lo que permite un proceso mucho más rápido y eficiente en comparación con versiones anteriores. Estas mejoras contribuyen significativamente a agilizar el flujo de trabajo y mejorar la productividad en el manejo de archivos de malla.

 

Mejoras significativas en la velocidad de importación de datos de PCB: optimización de EDA Bridge y Smart PCB

Las mejoras en la importación de EDA Bridge y la generación de Smart PCB se centran en la velocidad y la reducción del tiempo de actualización posterior a la edición. Por ejemplo, se ha observado que en un caso de PCB con 54 millones de nodos, la importación y generación de mallas con Simcenter FLOEFD 2306 es más de 6 veces más rápida en comparación con la versión 2305. Estas mejoras continuas permiten acelerar el flujo de trabajo de análisis ECAD a térmica integrada en CAD, lo que le brinda la capacidad de evaluar más diseños de PCB en plazos de proyecto ajustados.

Importación de datos de PCB floefd 2306

Para obtener más información, puedes ponerte en contacto con un consultor.

 

Personalización de elementos de Teamcenter: Integración de PLM y CFD en CAD

Siemens Digital Industries sigue mejorando la integración del análisis CFD en CAD con los flujos de trabajo de gestión del ciclo de vida del producto en línea con los comentarios de los clientes y su compromiso con Siemens Xcelerator para ayudar a los clientes a lograr los objetivos de Digital Twin y Digital Thread.

En relación a la integración con Teamcenter, ahora el modelo de datos de Simcenter FLOEFD se guarda en formato XML. Esto permite personalizar el modelo de datos e integrarlo de manera más sencilla en los flujos de trabajo establecidos por cada cliente. Se proporciona un archivo con el modelo de datos predeterminado en la versión, que puede leerse, editarse.

personalización de elementos de Teamcenter en floedf

Opciones ampliadas para el uso de FMU: FMU Ejecutar en Linux

 

La información completa, incluyendo la geometría, en una FMU exportada de Simcenter FLOEFD, ahora está disponible para su uso en Linux. La FMU exportada se compila como una unidad independiente de la plataforma, permitiéndote utilizarla en una computadora con Linux para realizar simulaciones junto con otros programas, como Simcenter Amesim. Además, es posible ejecutar el solucionador Simcenter FLOEFD de forma remota en Linux al importar una FMU, siempre que el otro software sea compatible con Linux.

Nueva licencia SALT de Siemens en Simcenter FLOEFD 2306

 

Para simplificar y mejorar las licencias en todos los productos de Siemens, Simcenter FLOEFD ahora es compatible con SALT (Siemens Advanced Licensing Technology) en Siemens Licenser Server 2.2.0.0. Los clientes pueden utilizar sus licencias existentes al actualizar al servidor de licencias de Siemens. Se requiere una actualización del administrador de licencias para Simcenter FLOEFD 2306. Consulte con soporte técnico para obtener más detalles.

 

Comprueba por ti mismo cómo Floefd puede ayudarte, descárgate aquí el catálogo con más información.

 

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