عدة برامج شائعة لمحاكاة الحرارة لتصميم المهندسين

يزعم كل نوع من أنواع المحاكاة الحرارية قدرته على حل جميع المشاكل الهندسية المتعلقة بها. ومع ذلك، لكل منها مزاياه الخاصة، واختيار برنامج المحاكاة الحرارية المناسب يُحسّن بلا شك كفاءة إنجاز المهام.

الكلمات الدالة
ICEPAK-التصميم الحراري الإلكتروني
FloTHERM-التصميم الحراري الإلكتروني
FloEFD-التصميم الحراري الإلكتروني المتكامل في برنامج ثلاثي الأبعاد
6Sigma- التصميم الحراري لمركز البيانات
SINDA/FLUINTالتصميم الحراري للطائرات
FloVENT-تهوية المباني، التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
TAITherm-راحة الإنسان والبطاريات والتصميم الحراري للسيارات

محتويات المقالة

مع التقدم المستمر في العلوم والتكنولوجيا، وازدياد أداء الحوسبة الحاسوبية، ظهرت أنواع عديدة من برامج المحاكاة الحرارية. وكما تعلمون جميعًا، يدّعي كل برنامج محاكاة حرارية قدرته على حل جميع المشكلات الهندسية المتعلقة بالمحاكاة الحرارية. ومع ذلك، لكل برنامج مزاياه الخاصة، واختيار برنامج المحاكاة الحرارية المناسب يُحسّن بلا شك كفاءة إنجاز المهام. فيما يلي قائمة جمعتها مؤخرًا لأشهر برامج المحاكاة الحرارية التجارية. سأعرض لكم ما تتميز به هذه البرامج، لتتمكنوا من اختيار المساعدة المناسبة. وتتمثل تخصصاتها فيما يلي:

آيسباك-

من شركة Fluent، المزود العالمي الرائد لبرمجيات ديناميكا الموائع الحسابية، والمتخصصة في تطوير برامج التحليل الحراري الإلكتروني الاحترافية، والمخصصة لمهندسي المنتجات الإلكترونية. مقارنةً بـ FloTHERM، يتميز البرنامج بقدرته الفائقة على معالجة هندسة الأسطح. كما تم اعتماد Fluent Solver، المدمج في ANSYS، والذي يمكنه إجراء تحليل الاقتران مع وحدات ANSYS الأخرى. مجالات التطبيق:
مستوى البيئة – التحليل الحراري لمستوى البيئة، مثل غرفة الآلة والفضاء الخارجي.
مستوى النظام - التحليل الحراري على مستوى النظام لهياكل المعدات الإلكترونية والخزائن والملاجئ
مستوى اللوحة – التحليل الحراري لمستوى لوحة PCB
مستوى المكونات - التحليل الحراري للوحدات الإلكترونية والمشعات وحزم الرقائق

فلوثيرم-

هو أول برنامج محاكاة في العالم مُصمم خصيصًا للتصميم الحراري للمكونات/المعدات الإلكترونية. يُتيح برنامج FloTHERM التحليل الحراري على مستوى المكونات، ولوحة الدوائر المطبوعة (PCB) ووحداتها، والنظام، والبيئة. ويستحوذ برنامج FloTHERM على 70% من السوق.
FloTHERM – وحدة التحليل الحراري الأساسية
مركز القيادة - وحدة تصميم التحسين
محرر مرئي – وحدة المعالجة اللاحقة
FloEDA – ترقية برنامج FloTHERM Parallel Solver – واجهة متقدمة لبرنامج تصميم الدوائر الإلكترونية FloMCAD Bridge – وحدة واجهة لبرنامج التصميم الميكانيكي CAD
FloTHERMPACK (المعروفة سابقًا باسم FLOPACK) - مكتبة نموذج تحليل حراري لتغليف الدوائر المتكاملة القياسية المستندة إلى الإنترنت FloVIZ - برنامج معالجة لاحقة ديناميكي مستقل لنتائج المحاكاة.
التطبيق: مستوى المكونات: تحليل تبديد الحرارة لتغليف الشريحة؛ مستوى اللوحة ومستوى الوحدة: التصميم الحراري للوحة PCB وتحسين تصميم وحدة التبريد؛ مستوى النظام: اختيار وتحسين مخطط التبريد على مستوى الهيكل والخزانة وغيرها من الأنظمة، واختيار جهاز التبريد؛ مستوى البيئة: التحليل الحراري لغرفة الكمبيوتر والفضاء الخارجي والبيئة الأخرى؛

فلو إي إف دي-

برنامج تحليل انتقال حرارة السوائل متعدد الاستخدامات، عالي الهندسة، مدمج بسلاسة في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب ثلاثية الأبعاد الشائعة. مناسب للمهندسين الذين لديهم خبرة في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب؛ مدمج في CAD، سهل الاستخدام؛ تحليل سريع في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب؛ تحسين مباشر في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب. التطبيقات: الصناعات العسكرية، صناعة الطيران، الإلكترونيات، صناعة الاتصالات، صناعة السيارات، صناعة الإضاءة العامة وإضاءة أشباه الموصلات LED، صناعة الآلات، الصناعات البحرية، صناعة المراوح والمضخات والضواغط وغيرها من آلات التوربينات، صناعة الطاقة، الصناعة الكيميائية، صناعة الصمامات وأنابيب التحكم في السوائل، صناعة المعدات الطبية، صناعة التبريد وتكييف الهواء والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء.

6 سيجما-

برنامج يُوفر للمستخدمين إدارة البنية التحتية لمراكز بيانات DCIM بتوقعات تنظيمية. يُستخدم هذا البرنامج خصيصًا لتصميم وإدارة مراكز البيانات وتحليل تبديد الحرارة للمنتجات الإلكترونية، ومن أهم مزاياه إمكانية استخدامه كأداة تصميم. الوحدات المضمنة: 6SigmaRoom - وحدة تحليل مستوى مركز البيانات، 6SigmaRack - وحدة تحليل مستوى الخزانة، 6SigmaET - وحدة تحليل مستوى الجهاز، 6SigmaFM - إدارة حالة التشغيل اليومية للأجهزة، 6Sigmaitm - مراقبة مجال تدفق جميع الغرف التي تُديرها، 6SigmaFM - وحدة 6SigmaDatAq - وحدة متصلة بجهاز قياس، 6SigmaPower - وحدة خارجية لتقييم أنظمة الطاقة، 6SigmaWeight - الحصول بسرعة على حالة حمل الوزن للأرضيات المرتفعة. مجالات التطبيق: مستوى مركز البيانات: التحليل الحراري للغرفة والبيئة، إلخ. مستوى المعدات: التحليل الحراري للوحدات الإلكترونية، ولوحات الدوائر المطبوعة، وحزم الرقائق، إلخ.

سيندا/فلوينت-

برنامج شامل ذو فروق محدودة، ذو معلمات مجمعة (من نوع شبكة الدوائر)، لتحليل التصميم الحراري وتحليل تدفق السوائل للأنظمة المعقدة. تشمل تطبيقاته صناعات الطيران، والإلكترونيات، والطاقة، والبتروكيماويات، والطب الحيوي، والسيارات، وغيرها. يقدم للعملاء خدمات تصميم وتحليل نقل الحرارة وتدفق السوائل الأكثر موثوقية في صناعة الطيران. الوحدات المضمنة: SINDA/FLUINT: برنامج احترافي لحل المشكلات الحرارية/السوائل، Thermal Desktop: معالج رسومي أمامي وخلفي، RadCAD: وحدة تحليل الإشعاع الحراري، FloCAD: وحدة تحليل الحرارة/السوائل، TD Direct: معالجة النماذج وتقسيم الشبكات، EZ-XY Plot Utility: أداة مساعدة للرسم، تصميم إدارة الحرارة والتحكم البيئي للمركبات الفضائية ومركبات الإطلاق، تصميم العبوات الإلكترونية ومكوناتها، أنظمة توليد الطاقة، التوربينات، أنظمة الطاقة البديلة وتصميم كفاءة الطاقة، محركات السيارات والطائرات، التبريد، زيت الوقود، التشحيم، التحكم في الرطوبة والأنظمة الهيدروليكية، أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والحماية من الحرائق، خطوط أنابيب النفط والغاز والتوزيع، تصميم العمليات والتحكم في نظام حقن البخار.

فلوفينت-

يوفر FloVENT بيئة إنشاء نماذج متكاملة وتكنولوجية متطورة لتصميم تدفق الهواء. يمكن للمستخدمين اختيار الأجزاء من شريط أدوات الأجزاء الذكية الكامل في FloVENT وتجميع نماذج التحليل بسرعة، والتي تتضمن مجموعة متنوعة من وحدات التشتت، والمبادلات الحرارية، والشبكات، وخلايا CRAC، والعلب. يتخصص البرنامج في مجال التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC). الوحدات المضمنة: FloVENT - وحدة تحليل التدفق الأساسي والحراري، Command Center - وحدة تصميم التحسين، Visual Editor - وحدة معالجة لاحقة للتصور الديناميكي لنتائج المحاكاة المتقدمة، Parallel Solver - وحدة معالجة لاحقة للتصور الديناميكي، FloMCADBridge - وحدة واجهة برنامج CAD للتصميم ثلاثي الأبعاد (MCAD)، FloVIZ - برنامج معالجة لاحقة ديناميكية مستقل لنتائج المحاكاة، التصميم الحراري لمراكز البيانات، تصميم أنظمة الراحة والتهوية للمركبات والمباني، تصميم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء لمراكز التسوق والمباني المكتبية، تصميم أنظمة التهوية للمسارح والمطارات والأرصفة ومرافق التخزين والمستودعات، تصميم أنظمة التهوية للمختبرات ومعاهد البحوث، أنظمة التهوية ومكافحة التلوث لمواقف السيارات تحت الأرض.

تايثيرم-

أداة احترافية لإدارة الحرارة، طورتها شركة ThermoAnalytics في الولايات المتحدة الأمريكية، تُستخدم على نطاق واسع في التحليل الحراري، وتصميم الحماية الحرارية، ومحاكاة الخصائص الحرارية المستهدفة في صناعات السيارات، والطيران، وبناء السفن، والنقل بالسكك الحديدية، والآلات الثقيلة، وغيرها من الصناعات محليًا وعالميًا، بفضل قدرتها الممتازة على الإدارة والتحليل الحراري. وهي مناسبة للتحليل الحراري للتحكم في بيئة تكييف الهواء، وتحليل تبديد الحرارة لحزمة البطاريات، والتحليل الحراري للسيارات، والتحليل الحراري للفرامل. تشمل الوحدات: الوحدة الأساسية - دراسة شاملة للتوصيل الحراري، ونقل الحرارة بالحمل الحراري، والإشعاع الحراري، وثلاثة أوضاع لنقل الحرارة، ووحدة الراحة الحرارية البشرية، ووحدة البطارية، ووحدة الحوسبة المتوازية. مجال التطبيق: السيارات، والطيران، والسفن، والنقل بالسكك الحديدية، والآلات الثقيلة.