Blog

Světelné systémy plní řadu důležitých funkcí, od osvětlení cesty přes signalizaci až po zlepšení viditelnosti ostatních řidičů na silnici. Musí zůstat v provozu za různých podmínek prostředí. Teploty mohou přesáhnout 45 nebo klesnout pod -20 ° C. Kromě toho musí být osvětlovací systémy odolné vůči konstrukčnímu zatížení způsobenému různými vnějšími vlivy.

Jaké jsou hlavní výzvy simulace osvětlení?

• Složitá a navzájem se ovlivňující tepelná a strukturní fyzika s fyzikou proudění.
• Výměna tepelné radiace mezi všemi součástmi.
• Solární ohřev.
• Nároky na materiál: teplotní, pevnostní, deformační.
• Vlhkost a kondenzace: Goretex.
• LED osvětlení: design desek plošných spojů a řízení teploty.

Konstruktéři a výrobci čelí čím dál větším výzvám, jak se osvětlovací systémy vyvíjejí a stávají se složitějšími. Dále jsou povinni přizpůsobit své systémy do kompaktnějších prostor. Teplotní management se proto stává zásadním – cílem je zabránit překročení bezpečnostních prahů vnitřní teploty. Buď se tak spoléháme například na přirozenou konvekci k rozptylu tepla nebo musíme přidat ventilátor, který zlepší cirkulaci vzduchu a pomůže při rozptylu tepla.
Jak se tedy na problematiku koukat z pohledu simulačního?  Celý model zahrnuje řadu okrajových podmínek a omezení. Ty se dají rozdělit do tří samostatných kategorií: strukturální, tepelné a CFD (proudění).
 
Strukturální

• Pevné okrajové podmínky
• Kontakty
• Gravitace

Tepelný

• Tepelné zatížení
• Tepelné kontakty
• Konvekce do prostředí
• Radiace
• Solární ohřev

Proudění

• Průtočná plocha
• Vlhkost vzduchu
• Kondenzace / odpařování
• Gravitace

Na tepelné straně definujeme tepelné zatížení i tepelné vazby mezi shodnými povrchy. Konvekce do okolí je modelována jako tepelnáokrajová podmínka. Tam, kde je to vhodné, jsou definovány radiační komory. Rovněž může být zahrnut účinek solárního ohřevu.
Na straně proudění je třeba definovat průtokovou plochu, která umožňuje přenést tlaky proudění do strukturálního řešení. Vlhkost, kondenzace a odpařování se do CFD modelu dají přidat. A nakonec je nutné definovat gravitační vektor, aby bylo možné správně modelovat přirozenou konvekci.

 
V neposlední řadě vždy řešíme otázku, jak můžeme tento model začlenit do sofistikovanějších pracovních postupů. Jak se osvětlovací systémy zmenšují a reagují rychleji, elektronické systémy, které je doprovázejí, se také stávají složitějšími. Balíček PCB Exchange jsou komunikační sadou nástrojů pro spolupráci s uživateli ECAD. Eliminuje zdlouhavou manuální práci a související chyby modelování a umožňuje mnohem rychlejší dobu zpracování iterativního návrhu. Uživatelé obvykle uvádí 10x - 30x snížení času potřebného k provedení jejich práce.
 
 
Možná dnes nejvýznamnější složkou v návrhu nových konstrukcí je otázka, jak rychle navrhnout optimální konstrukci. Jak produkt prochází různými iteracemi, konstruktéři a inženýři se často potýkají s otázkou, který design je nejlepší ze všech možností. Dnešní optimalizátory (jako HEEDS) automaticky vyhledají a najdou soubor optimálních řešení.


 
Jaké sw nejčastěji pro tuto problematiku používáme?
Simcenter 3D
FloEFD (v kombinaci s NX, Creo, Catia nebo Solid Edge)