Progettazione e simulazione termica
Con lo sviluppo di dispositivi elettronici e dispositivi verso la miniaturizzazione, il consumo energetico continua ad aumentare e la richiesta di dissipazione del calore ad alta densità di flusso termico sta diventando sempre più urgente. Anche la progettazione termica sta ricevendo maggiore attenzione. La progettazione termica è l'uso di metodi appropriati e affidabili per controllare la temperatura di tutti i componenti elettronici all'interno di un prodotto, in modo che non superino la temperatura massima richiesta per un funzionamento stabile nelle condizioni dell'ambiente di lavoro, al fine di garantire la sicurezza del normale prodotto funzionamento e l'affidabilità del funzionamento a lungo termine. Inoltre, anche il controllo della quantità di riscaldamento in ambienti a bassa temperatura per avviare l'apparecchiatura è un aspetto importante dell'affidabilità termica. Nella società moderna, con la crescente enfasi sul consumo energetico e sulla tutela dell’ambiente, la progettazione termica è diventata un importante campo tecnologico. È sempre più apprezzato in settori quali comunicazione, sicurezza, PC, automobilistico, LED e inverter ed è diventato un campo indispensabile e importante nella ricerca e nello sviluppo dei prodotti.
La progettazione termica si riferisce al processo di determinazione della distribuzione interna del calore e del percorso di trasferimento di un prodotto o sistema attraverso l'analisi e la simulazione termica e al miglioramento delle sue prestazioni termiche attraverso una progettazione ottimizzata. A seconda dei diversi campi di applicazione, la progettazione termica può essere suddivisa in diversi tipi come progettazione termica architettonica, progettazione termica elettronica e progettazione termica automobilistica. Inoltre, in base ai diversi obiettivi di progettazione, la progettazione termica può anche essere suddivisa in diversi aspetti come la gestione termica, il trasferimento di calore e il comfort termico.
Se la progettazione termica non viene eseguita con attenzione e non vengono adottate misure adeguate durante la fase di progettazione, è possibile che si scoprano problemi causati dal calore durante la fase di produzione di prova del prodotto o addirittura durante la produzione in serie. Sebbene il problema non si limiti al calore, più ci si avvicina alla fase di produzione di massa, più tempo e costi saranno necessari per adottare contromisure e potrebbero verificarsi persino ritardi nella consegna dei prodotti, portando al grave problema delle opportunità commerciali mancate. Lo scenario peggiore è che i problemi sorgano solo sul mercato, con conseguenti richiami e problemi di credito. Pertanto, la progettazione termica è di fondamentale importanza. Pertanto, è necessario eseguire in modo efficace la progettazione termica fin dalla fase iniziale. Inoltre, è anche importante riconoscere che con le mutevoli tendenze nello sviluppo tecnologico, la progettazione termica è diventata più rigorosa che mai.
Il lavoro di progettazione termica è un ciclo chiuso, dalla progettazione strutturale nella fase iniziale del progetto, al layout dell'hardware, al controllo del software, alla selezione dei materiali fino ai test di aumento della temperatura nella fase successiva, tutto dovrebbe comportare la partecipazione di ingegneri progettisti termici. Allo stesso tempo, la richiesta di un’iterazione più rapida del prodotto ha portato a cicli di progettazione più brevi per gli ingegneri. Pertanto, sempre più aziende stanno adottando la simulazione termica per ridurre i costi, accelerare la ricerca e lo sviluppo, migliorare l’affidabilità delle prestazioni termiche dei dispositivi di potenza e guidare in modo efficiente la progettazione termica.
