ALPHA-Numerics GmbH

Fotorealistische Ergebnisdarstellung: Mit 6SigmaET ist die Zukunft in der Elektroniksimulation gesichert.

Bild: Alpha-Numerics

Ausblick in der Prototypensimulation (Promotion) CFD-Tools: Wo stehen wir und wo wollen wir hin?

01.04.2021

Seit etwa zehn Jahren ist endlich wieder ein durchgängiger Fortschritt in der Weiterentwicklung von branchenspezifischen CFD-Tools wie 6SigmaET zu beobachten. Die Komplexität der Wissenschaft wurde in eine bedienerfreundliche Oberfläche für tägliche Entwicklungsarbeiten eingepasst. Doch wo geht die Reise hin?

Die CFD-Simulation in der industriellen Produktentwicklung ist schon seit mindestens drei Jahrzehnten nicht mehr nur den Wissenschaftlern vorbehalten. Erst durch die Übersetzung der durch Koordinateneingaben vorherrschenden Geometrieerstellung in eine grafische Bedienoberfläche konnte sich die CFD-Simulation mehr und mehr in der Ingenieurswelt etablieren. Auch konnte die komplexen Attributsbeschreibung in 100 Level tiefen Menüstrukturen in eine anwenderfreundliche, flache Struktur umgesetzt werden.

Wo stehen wir heute?

Am Beispiel von 6SigmaET ist leicht zu erkennen, dass die CFD-Simulation in der Produktentwicklung zwar ein Spezialtool geblieben ist, die Software sich jedoch durch den gewachsenen Simulationsbedarf in den Entwicklungsprozess integriert hat. Intelligente Importschnittstellen für den Mechanik- (STEP) oder Hardwareimport (IDF, GERBER, ODB++) helfen, die Datenflut zu filtern, zu organisieren und für die Simulation in ein brauchbares Modell umzuwandeln.

Mechanik-Parts erhalten erste Vernetzungseinstellungen, um eine vorab mühselige Vereinfachung zu vermeiden. Hardwaredaten, wie zum Beispiel das Layout, bleiben intelligente Objekte, welche auch im Simulationstool weiter editiert und (beispielsweise durch Vias) ergänzt werden können. Auch ist es mittlerweile möglich, über eine standardisierte Komponentenschnittstelle (ECXML) Bibliotheksmodelle vom Hersteller anzufragen, welche für die Simulation genutzt werden können.

Speziell zugeschnittene Auswertemöglichkeiten, wie Schnittdarstellungen, Oberflächentemperaturen und Anzeige der Wärmeströme, ergänzen die ohnehin große Zahl an generierten numerischen Ergebnissen und lassen keine Wünsche offen. Automatisierte Ausgabemöglichkeiten machen Präsentationen und Projektbesprechungen zum Kinderspiel. Die Modellerstellung oder Ergebnisauswertung über Skripte oder die Anbindung an externe, intelligente Optimizer ist ein wichtiger Schritt in die Zukunft.

Wo geht die Entwicklung hin?

Ähnlich wie bei den heutigen Fahrzeugen sind eigentlich alle grundlegend benötigten Funktionen in der CFD-Software enthalten. Man fokussiert sich zu einem guten Teil auf die weitere Optimierung der Bedienungsergonomie und der Modellierungshilfen.

  • Die 3D-Maus kann jetzt schon genutzt werden, aber wann kommt der Cyberhandschuh?

  • Die 3D Brille kann angeschlossen werden, doch der Output zu holografischen Möglichkeiten könnte eventuell in der der Zukunft interessant werden.

Fast fotorealistische Darstellungen der simulierten Modelle bieten auch dem nicht fachkundigen Auditorium gute Einblicke in die generierten Ergebnisse. Ein wichtiger Punkt in der Optimierung der Softwareoberfläche konzentriert sich aber auch auf die „Fehlervermeidung“ bei der Modellerstellung. Mit jeder neuen Software-Version werden mehr und mehr Menüpunkte automatisiert und ermöglichen durch hinterlegte Intelligenzen einen fehlerfreien Modellaufbau.

Auch Anwender, die nicht täglich mit dem Simulationswerkzeug arbeiten, können in Ihrem Produktbereich Toleranzen von ±3K im Vergleich zur Messung erzielen.

Neue Technologien, welche eine noch nicht hinterlegte physikalische Beschreibung benötigen, pushen die physikalische Funktionserweiterung. Dies können spezielle Wandfunktionen bei Mikrokühlkanälen in PCBs sein, Verdampfungskühlung, neuartige Lüfter oder neue Werkstoffe mit speziellen Stoffwerten wie zum Beispiel hochleitende Kunststoffe mit inhomogener Wärmeleitstruktur in komplexen Spritzgussteilen.

Auch die CFD-Softwareanbieter müssen sich weiterentwickeln!

Anbieter von solchen CFD-Werkzeugen dürfen nicht zu reinen Softwareverkäufern „verkümmern“. Sie müssen ihr erlangtes Wissen in Bezug auf den Umgang mit der Software (aus Support-Aufgaben und Dienstleistungserfahrungen) in aktuelle Schulungs- und Support-Seiten konvertieren. Sie sollten nicht nur verstehen, was die Software kann, sondern wie diese in der speziellen Kundenumgebung effizient und sicher für deren Aufgabenstellungen eingesetzt werden kann.

Was könnte der erste Schritt in „Ihre“ Zukunft sein?

Die Software 6SigmaET ist als kostenlose Testversion erhältlich und bietet einen leichten Einstieg. Aber auch die Simulationsdienstleistung kostet keine Unsummen und ist relativ schnell umgesetzt. Doch die Entscheidung bleibt bei Ihnen. Wir von Alpha-Numerics beraten Sie gerne.

Firmen zu diesem Artikel
Verwandte Artikel