Kühlkörper- und Wärmesimulation, die Sie beobachten können

Warum haben Kühlkörper Rippen?

Ein Kühlkörper führt Wärme von einem heißen Bauteil in die umgebende Luft ab. Das Bauteil wird kühler, wenn mehr Wärme abgeführt wird, und das hängt davon ab, wie viel Fläche die Luft berührt und wie schnell die Luft darüber strömt. Rippen vergrößern die Oberfläche, ohne den Kühlkörper viel größer zu machen. Zu viele, zu eng gepackte Rippen können die Luft so stark bremsen, dass der Vorteil schrumpft. Begriffe wie „Oberfläche“ und „Grenzschicht“ erklären das, aber es ist überzeugender, es zu sehen.

Dafür ist diese Kühlkörpersimulation da. Laden Sie einen Kühlkörper, legen Sie eine Wärmequelle darunter und sehen Sie, wie sich das Temperaturfeld im Metall und in der Luft aufbaut. Ändern Sie den Abstand, das Material oder die Luftströmung und sehen Sie, was sich ändert.

Was der Aero-und-Thermal-Solver leistet

Er löst die Strömungsdynamik gekoppelt mit Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung, sodass sich Wärme in derselben Simulation durch Festkörper, in die Luft und zwischen Oberflächen bewegt. Sie können die Wirkung sehen von:

• unterschiedlichen Materialien, da Metalle Wärme besser leiten als Kunststoffe,
• Kühlkörpern und Lüftern und dem, was die Luftströmung mit der Temperatur macht,
• Heizkörpern und anderen erwärmten Oberflächen,
• Auftrieb, wenn warme Luft aufsteigt und natürliche Konvektion in Gang setzt,
• Wärmeabfuhr, also wohin die Wärme geht und wie schnell.

Zum Ausprobieren

• Vergleichen Sie einen glatten Block mit einem Kühlkörper mit Rippen unter derselben Wärmequelle.
• Stellen Sie die Luftströmung von einer sanften auf eine stärkere Strömung um, wie ein Lüfter es täte, und vergleichen Sie die Temperaturen.
• Tauschen Sie das Material von einem guten gegen einen schlechten Leiter und sehen Sie, wie sich die Wärme ausbreitet.
• Beobachten Sie natürliche Konvektion: warme Luft, die von einem erwärmten Block aufsteigt, ganz ohne Lüfter.
• Importieren Sie ein STL-Modell Ihres eigenen Kühlkörpers, CPU-Kühlers oder eines kleinen Gehäuses und stellen Sie ihm dieselben Fragen.

Hinter jedem Experiment steht eine Anleitung im Learning Hub, die das Konzept erklärt und direkt zum Szenario führt.

Gut zum Verstehen, nicht zur Freigabe

Visaria verwendet ein grobes Voxelgitter und Solver, die auf Echtzeit ausgelegt sind, daher sind die Temperaturen indikativ. Es ist eine gute Möglichkeit zu sehen, wie sich eine Kühlidee verhält, und eine Konstruktion mit einer anderen zu vergleichen. Verwenden Sie es nicht, um einen Kühlkörper zu dimensionieren, ein Produkt zu zertifizieren oder zu entscheiden, ob ein Bauteil innerhalb seiner Grenzen bleibt. Wenn Temperaturen zählen, nutzen Sie ein validiertes Werkzeug oder messen Sie das reale System.

Der Aero-und-Thermal-Solver ist in der kostenlosen 7-Tage-Testversion und im Pro-Bundle enthalten und kann auch einzeln gekauft werden. Siehe Preise.

Was Sie zum Ausführen brauchen

Visaria läuft unter Windows und benötigt eine dedizierte Grafikkarte: Mindestens eine NVIDIA GeForce GTX 1050 oder AMD Radeon RX 560, empfohlen wird eine RTX 2060 oder RX 5600 XT oder besser, dazu ein Intel Core i5 der 8. Generation (oder gleichwertig) und 8 GB Arbeitsspeicher. Versionen für Mac und Linux folgen in Kürze. Mit der kostenlosen Testversion prüfen Sie am schnellsten, ob Visaria auf Ihrem Computer gut läuft.