Veámosla en acción:
Análisis térmico de un amplificador de audio con FLOEFD para Solid Edge
FLOEFD es la herramienta de análisis de dinámica de fluidos integrada en Solid Edge, utilizada para simular la gestión térmica de un amplificador de audio.
En la interfaz de Solid Edge aparecen algunos elementos nuevos: la cinta de opciones Flow Analysis y el árbol de FLOEFD, que permiten interactuar con las entidades del modelo y visualizar los resultados del análisis.
Para los usuarios de Solid Edge, ambos representan una extensión natural del entorno de trabajo.
La forma más sencilla de empezar es mediante el asistente (wizard), un proceso guiado que ayuda al diseñador a definir los principales parámetros del análisis.
Una vez completado el asistente, se crea un nuevo modelo CFD asociado a la geometría CAD.
Mediante el árbol de FLOEFD es posible completar el escenario de análisis que queremos estudiar. Este incluye datos como las propiedades de los materiales, las condiciones de contorno y las fuentes de calor.
Estas condiciones se asignan directamente a la geometría, a las caras o a las piezas. Este enfoque resulta especialmente práctico cuando se desea realizar modificaciones en la geometría.
Los objetivos del análisis también pueden asociarse a la geometría. Se trata de datos adicionales clave que se extraen de los principales resultados del análisis.
El último paso de la configuración es la definición de la malla. Una de las características clave de FLOEFD es su enfoque de generación de mallas, que permite superar uno de los principales cuellos de botella de este tipo de simulaciones. El generador de mallas (mesher) de FLOEFD es capaz de gestionar fácilmente una gran variedad de geometrías complejas.
Ejecutar el análisis
Una vez completado el análisis, los resultados se cargan en el modelador.
Aquí estamos viendo los resultados en un plano de sección, donde los vectores muestran la dirección del flujo y los colores representan la velocidad del aire.
Podemos cambiar el mapa: ahora los colores muestran la distribución de la temperatura.
Los mapas de superficie permiten visualizar, por ejemplo, la distribución de la temperatura en tres dimensiones. Podemos utilizar la herramienta «sonda» para obtener el valor puntual en la zona de interés.
Ahora veamos la temperatura de los componentes situados dentro de la carcasa.
Otra opción de visualización muy potente son las trayectorias del flujo, que pueden animarse para ofrecer una visión global de cómo circula el aire por el interior del dispositivo.
Es importante destacar que todas estas opciones están disponibles directamente en el contexto del modelo geométrico.
Tras examinar los primeros resultados, decidimos introducir algunos cambios en el diseño para mejorar la eficiencia de la refrigeración.
Una de las ventajas de FloEFD es su estrecha asociación con el modelo geométrico, que reduce drásticamente el tiempo necesario para explorar el espacio de diseño. Los usuarios de Solid Edge pueden modificar rápidamente los parámetros geométricos, mientras que los demás pueden recurrir a la Tecnología Síncrona, que permite modificar la geometría como si fuera nativa.
Una de las primeras ideas que queremos probar es desplazar ligeramente el ventilador hacia el centro del amplificador. El objetivo es dirigir más aire hacia la zona central de la placa para refrigerar mejor los componentes, aunque esto se produce a costa de reducir el flujo de aire alrededor del disipador. Para compensarlo, se alargan ligeramente las aletas del disipador.
Ahora solo queda clonar la configuración del análisis para aplicar de una sola vez al nuevo diseño las mismas condiciones de funcionamiento del estudio anterior.
El modelo está listo para funcionar
Una vez ejecutado el nuevo caso, podemos visualizar la solución para comprobar los efectos del nuevo diseño.
La sección muestra un mayor flujo de aire en la zona central de la placa, mientras que los componentes parecen estar más fríos.
El mismo efecto puede observarse en la distribución de temperatura sobre las superficies de los componentes.
La herramienta de comparación permite contrastar fácilmente, uno al lado del otro, los resultados de las dos simulaciones.
Podemos utilizarla para comparar distintos tipos de resultados, no solo los mapas de temperatura, sino también tablas que muestran la temperatura de los componentes de interés.
Este vídeo ha mostrado cómo FLOEFD para Solid Edge puede utilizarse para mejorar la eficacia de la refrigeración de un amplificador de audio.
FLOEFD pone la potencia de la simulación de dinámica de fluidos directamente en manos del diseñador, permitiéndole realizar análisis precisos de forma rápida.
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