簡易化いらずのCAD読込み

10 May, 2018


近頃の電子機器は、電力密度の指数関数的に増加していますね。これが原因で大きな課題となっているのが、熱管理の複雑さです。ここ何年もの間、厳しい物理的制約と速い設計サイクルの中で、業界では非常によく練られた解決策が取られてきました。

最近では、電子機器の複雑な形状が原因となり、効率的な熱伝達経路の設計が特に難しくなっています。実現可能な設計案を素早く出すには、最先端のツールと技術を備えておくべきでしょう。熱解析ツールを使用すれば、複数の設計案からバーチャルプロトタイプ (仮想の試作機) を作成して、きちんと冷却されているか検証できます。設計の早い段階で熱解析を行うことで、複数の設計案を正確に分析すれば、熱管理を最適化することが可能です。このようにして設計製造の時間とプロセスを大幅に短縮するのが、「現代的な」熱解析ですね。

複雑な電子部品と言えば、ヒートシンク、ダクト、PCB、ヒートスプレッダが挙げられるでしょう。このような部品は、モデリングと計算のどちらにおいても、時間がかかる可能性があります。ここで、6SigmaETの出番です。CADから各部品の形状をシームレスに読み込めるので、時間節約が実現できます。 

 

図1:高出力な家庭用電子機器は、設計案に含まれる「あらゆる特徴」が重要です。すべてを詳細にモデル化する必要があります。

 

大抵の場合、複雑形状のCADを利用しようとする時の最大のボトルネックは、解析前の簡易化ではないでしょうか。市場に出ている多くの熱解析ツールは、部品を分けて解析する必要があります。一方、6SigmaETはアセンブリ全体を読み込んでから、ソフトウェア内に元々ついている機能でモデルを簡易化できます。以下の画像にナットやボルトが表示されていますが、6SigmaETで「近似形状」を選択すると、これを簡易化し、熱解析には大きく影響しないオブジェクト周りのグリッドを削減できます。

 

図2:[近似形状] 機能は、短時間でCADオブジェクトを簡易化します。

 

正確なモデル作成に必要な作業量を減らせるだけでなく、市場でも最高峰のソルバを備えているのが、6SigmaETです。複雑形状を読み込むと、通常、解析に時間をとられて実用的ではありません。ですが、6SigmaETのマルチレベル非構造グリッドソルバなら、空間内のオブジェクトの配置に基づいて、グリッドサイズを柔軟に変えることができます。不要なセルがグリッドから削除されると、解析時間の短縮や必要メモリの削減につながります。

また、電力密度の増加に伴って、効率性とレジリエンスを兼ね備えた液体冷却を検討せざるを得ないエンジニアもいます。6SigmaETでは、液体冷却システムを含む複雑形状も効率よくモデリングできます。CADオブジェクトもグリッドの追加や削除を簡単に行えるため、他ツールと比べて複雑な操作は必要ありません。

 

図3:[流体領域を認識] に設定すると、複雑な解析に必要なグリッドを追加できます。

 

「欲しいものはすぐ手に入る」この時代に、複雑なCAD形状が効率よく処理できなければ、不満が生じるのではないでしょうか。時間と空間の制約が増えている今、「高速ソルバ」と「信頼性の高いグリッド生成ツール」の確保が必要不可欠でしょう。6SigmaETなら、日々の業務を効率化するだけでなく、他ツールでは実現できなかった作業時間の削減を達成できます。

図4:6SigmaETは汎用性が高く、さまざまな業界で活用できます。


アプリケーションエンジニア  Ananth Sridhar