熱仿真和熱特性分析幫助優(yōu)化汽車LED應(yīng)用
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圖6顯示，通過這個 LED 簡化模式，你可以定義電流，然后運用 T3Ster 數(shù)據(jù)或手動輸入計算得出的數(shù)據(jù)（通常來說沒有 T3Ster 數(shù)據(jù)那樣準確），你可以從 T3Ster 或數(shù)據(jù)表中獲得 LED 熱特性帶來的溫度值，你還可以獲得 LED 在這個接面溫度和電流下的光通量或“熱流明”和發(fā)熱率。LED 的溫度會依據(jù)不同的電流而有所變化。這些不同的電流和溫度變化又造成了光通量的不同。
圖6：通過 FloEFD LED 精簡模型，你可以獲得 LED 在某個特定接面溫度和電流的光通量或“熱流明”。
早期模擬加快產(chǎn)品開發(fā)
LED 的熱設(shè)計和照明系統(tǒng)都需要做出革命性的改變。LED 使設(shè)計師能夠更具創(chuàng)造性，通過個人風格和令人印象深刻的設(shè)計讓品牌或車型脫穎而出。但隨著對性能的影響越來越大，加上幾乎所有的 LED 都有反射器和散熱器，因此幾何學就變得更加復(fù)雜。熱管理策略不斷增加的復(fù)雜性和變化意味著照明系統(tǒng)熱設(shè)計方面的一些老舊做法已經(jīng)不再湊效，仿真在設(shè)計過程中變得越發(fā)重要。
隨著設(shè)計與性能之間的依存性越來越高，設(shè)計人員需要快速做出各種設(shè)計調(diào)整，而負責熱管理分析的計算流體力學專家則因為快速的設(shè)計周期和協(xié)調(diào)復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)而感到壓力過大。因此真正自動化的網(wǎng)格生成（無需人工干涉便能生成高質(zhì)量的網(wǎng)格）顯得越發(fā)重要。這是與設(shè)計同步的計算流體力學解決方案的先決條件，使得設(shè)計人員能夠在設(shè)計過程中進行早期仿真，而且無需深入的數(shù)字和計算流體力學知識，從而加快了產(chǎn)品開發(fā)進程。
與設(shè)計同步的計算流體力學確保對汽車 LED 系統(tǒng)進行成功的熱管理
FloEFD 支持的同步計算流體力學方法讓你能夠?qū)γ總€設(shè)計步驟進行準確的熱仿真，從而縮短設(shè)計周期。與依靠從 MCAD 系統(tǒng)輸出 CAD 模型然后輸入計算流體力學系統(tǒng)的典型計算流體力學不同，同步計算流體力學完全嵌入在 MCAD 環(huán)境中，因此無需通過STEP 或 IGES 等中性的文件格式轉(zhuǎn)換模型。這些轉(zhuǎn)換通常會丟失原始 CAD 模型中的參數(shù)定義。參數(shù)定義的幾何結(jié)構(gòu)有助于包括設(shè)計變量分析在內(nèi)的模擬。
憑借自動網(wǎng)格生成和其它技術(shù)，你只需對產(chǎn)品及其行為有必要的了解便能使用計算流體力學技術(shù)。傳統(tǒng)情況下耗時最長的步驟——仿真和網(wǎng)格生成——已最大程度地縮短。這項技術(shù)的應(yīng)用延伸至汽車行業(yè)的很多領(lǐng)域以及其它行業(yè)。圖7顯示了原始設(shè)備制造商工程師如何成功使用這項技術(shù)仿真來自他們 MCAD 系統(tǒng)內(nèi)部的不同汽車應(yīng)用。
圖7：奧迪 A3 車前燈的 FloEFD 模擬圖像，展示了為車前燈系統(tǒng)冷卻和散熱提供新鮮空氣的速度等值面
結(jié)論
當使用Mentor Graphics的 T3Ster 和 TERALED 進行全面的 LED 熱阻瞬態(tài)測試（包括光度和輻射測量）時，你會得出高度準確和可重復(fù)的真正熱阻測量結(jié)果，并且在產(chǎn)品設(shè)計期間將這些轉(zhuǎn)換成用于計算流體力學仿真的熱阻-熱容模型。
進行高度加速的壽命測試還能幫助你選擇在產(chǎn)品使用期內(nèi)具有高可靠性的最合適的 LED。此外，熱仿真可確保熱管理系統(tǒng)在 LED 的整個生命周期提供適宜的環(huán)境，并且最大程度地降低對質(zhì)量和性能的影響。FloEFD 同步計算流體力學方法還通過在設(shè)計初期進行仿真加速了產(chǎn)品設(shè)計周期，縮短了產(chǎn)品面市時間并削減了開發(fā)與樣機設(shè)計成本。
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