Thermische Simulation von Kühlkörpern

Michael Roth schrieb:

Hallo,

na wenn dabei auch die Luftströmung um den Kühlkörper herum simuliert werden soll und das auch bei turbulenter Strömung dürfte das numerisch ziemlich aufwendig werden. Aber ganz ohne die Simulation der strömenden Luft in unmittelbarer Nähe des Kühlkörpers dürften keine brauchbaren Ergebnisse erzielbar sein.

Bye

Zu eher praxisnahen Zwecken also wohl? Solche mathematische Monstertools nur dafür zusammenbringen kosten meist mehr Zeit als wenn mans für einfache Situation von 0 ab vereinfacht simuliert. Vielleicht einfach finite Elemente nehmen: Wärmeproduktion Pi; Wärmekapazität Ki; Wärmeleitung Qij = Lij * dT dazwischen. Und das mit heutiger schneller CPU in einfachen Zeitschritten straight forward berechnen; ggf. Halbschrittverfahren; ohne Gleichungslösung etc. Bei Wärmeleitung gibts keine komplexen Zyklen/Schwinungen/zeitlichen Phanomen (im Vgl. etwa zu Schaltungssimulation). Alles recht smooth und statisch. Abfuhr an Luft vereinfacht pauschal ansetzen QiLuft(deltaT,Winkel). Dazu eine Messung zur Kalibrierung dieser Funktion...

Hab so was ähnliches - sehr vereinfacht - mal für Abschlätzung von Wärmefluss an (und sogar zum Erkennen von chemischen Phänomenen innerhalb von) Akku-Systemen gemacht.

Robert

Wenn man auf Software verzichten will, recht anschaulich ist:

van Leyen "Wärmeübertragung Grundlagen und Berechnungsbeispiele aus der Nachrichtentechnik" Siemens 1971

Etwas trockener ( IBMer ):

Seely, Chu "heat transfer in microelectronic equipment a practical guide" Marcel Dekker 1972

Die würden auch kurz auf dimensional analysis eingehen. Das ist ein Verfahren wo man kleineres Modell als das Original baut. Vgl. Windkanäle oder Schleppversuche bei Schiffen. Beide Bücher vermutlich nicht leicht antiquarisch zu finden aber gegebenfalls leihweise.

Letztlich hilft einem Software nicht viel, wenn man nicht parallel an realem Gerät oder wenigstens skaliertem Modell Kontrollmessungen macht und damit seine Modelle kalibriert.

MfG JRD

Michael Roth schrieb:

Du willst eine Diskretisierung der Navier-Stokes-Gleichungen mit Heat-Transport. Dabei ist die Wärme erstaunlich einfach, wenn man den Rest mal hat. Methoden sind z.B. diskrete Differenzen oder finite Elemente. Solver sind z.B. SOR (Successive OVer-Relaxation, schlecht aber einfach) oder CG (Conjugate Gradients, schwieriger aber besser).

Zur Visualisierung habe ich OpenDX genommen. Das ist aber irgendwie grottig, würde das eher nicht empfehlen. Viel besser (und richtig hübsch und toll) soll ParaView sein, habe damit aber noch nicht gearbeitet.

Hmm... vielleicht findest du mit den o.g. Suchbegriffen irgendwelche Vorlesungen. Das Thema ist aber komplex.

Viel Erfolg, Johannes

robert schrieb:

Damit kriegst du aber keine Wirbel und Wärmestaus gescheit hin, die an realen Kühlkörpern in den Rippen existieren. Die NSE sind da ergiebiger, die von dir verwendeten Verfahren genauso einsetzbar.

Viele Grüße, Johannes

Johannes Bauer schrieb:

Bei ganz kleinen Kühlkörpern eventuell Lattice-Boltzmann ;-]