Multiphysik Simulation von Hifi Komponenten und Halbleitern

[JackRyan]

Gibts hier zufällig noch jemanden, der mit COMSOL Multiphysics oder ähnlichen Programmen Simulationen von elektrischen Bauteilen erstellt ?

Grundsätzlich kann man damit viele schöne Dinge simulieren, das Problem sind die Randbedingungen, damit das ganze auch realitätsnah wird.

Hier mal ein paar Experimente:

Widerstand (1W) auf Platine mit und ohne Leiterbahn:




TO220 Transistor am Kühlkörper (Onkyo 2500/4500):



mit Platine:




Onkyo TX-6500 Endstufenkühlkörper:

[expingo]

ist das nicht wahnsinnig aufwendig, alle Parameter zu erfassen, damit es eine realistische Simulation von komplexen Systemen ergibt?

[JackRyan]

Ja das ist ziemlich aufwendig. Ich habe noch versucht ein paar Glimmerscheiben zu erstellen und die unter die TO-3 Transistoren zu packen, aber das hat noch nicht funktioniert. Bei einem Modell meines Lastwiderstandes schon:

Ohne Glimmer:


Mit Glimmer:


Aber da muss man dann auch erstmal die Daten (Dichte, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit) finden, die halbwegs realistisch sind (mit Wärmeleitpaste oder ohne z.B.).

Das größte Problem ist die Interaktion mit dem umgebenden Medium (hier: Luft). In den Modellen ist bisher nur eine Konstante für den Wärmeübergang angegeben, die nur eine Näherung ist (von einem der COMSOL Mitarbeiter angegeben). Das soll für den Fall von stehender Umgebungsluft halbwegs hinkommen. Mit dem Lastwiderstand und einer Gleichspannungsquelle und so definierter Verlustleistung könnte man das mal überprüfen.

Es ist auch möglich einen definierten Luftstrom (freie oder erzwungene Konvektion) zu erstellen. Aber da brauchts dann massiv Arbeitsspeicher, da reichen meine 4GB nicht aus. Habe mal versucht so einen typischen Laptopkühlkörper mit durchströmender Luft zu simulieren, da musste ich das Modell aber deutlich vereinfachen und die Berechnung abbrechen. 16GB RAM wären da gut.

komplettes Modell:



Vereinfacht und abgebrochen:

Temperatur:



Strömungsgeschwindigkeit:

[no*dice]

Abgefahren!