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Modell1_PhosphorDiode.JPG

Hi,

ich habe eine Anfängerfrage: Ich möchte eine weiße SMD-LED thermisch simulieren. Das Modell besteht aus drei Parts: einer rechteckigen Temperaturquelle, auf dem ein zylindrisches Volumen (Phosphor-Kristall) sitzt und einem ganz simplen Alu-Kühlkörper, der nach hinten alles umschließt (siehe Dateianhang). Bisher habe ich die Parts erstellt, Material definiert, die Sections zugeordnet und einen "Heat Transfer"-Step erstellt.

Nun stellt sich mir die Frage, wie ich die Umgebung und die Kühlkörperoberfläche möglichst realitätsnah einstellen soll? Ich habe in ein paar Beispielen gesehen, dass über Boundary Conditions die Oberfläche auf 20°C gesetzt wird, aber aus meiner ganz pragmatischen Überlegung wird die Oberfläche ja auch wärmer.

MfG
Roberto

[Diese Nachricht wurde von RobertoL am 24. Apr. 2018 editiert.]

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Ah, ich bin vmtl. selber drauf gekommen. Über die Interactions kann man das ja "einfach" über die Konvektion einstellen. In Anführungszeichen, weil man sich ja noch den Wärmeübergangskoeffizienten berechnen muss.

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Anders geht es nicht. Wie auch? Abaqus kann nicht wissen, was um das Bauteil herum für ein Medium ist und wie dieses mit dem Bauteil interagiert.

Ansonsten müsstest du eine CFD-Analyse mit einbinden, bei dem die Umgebung (z.B. Luftstrom) mit simuliert wird. Stichwort 'conjugated heat transfer'.

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Mich hat irritiert, dass, so glaube ich zumindest, in Beispielen die Umgebung über BCs eingestellt wurde.

Ich habe nun aber zwei weitere Frage:

1. Wie stelle ich die Wärmeleitung von der Wärmequelle, über den Phosphor, hin zum Kühlkörper ein? Mit Interaction Properties?

2. Ich oute mich mal als völliger Simulationsanfänger... Ich habe jetzt die Wärmequelle als Load definiert. Was stellt der Parameter "Magnitude" dar? Oder sollte ich die Wärmequelle besser als BC definieren? Für mich sieht die jeweilig grundlegende Einstellung identisch aus...

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Zitat:

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Original erstellt von RobertoL:
2. Ich oute mich mal als völliger Simulationsanfänger... Ich habe jetzt die Wärmequelle als Load definiert. Was stellt der Parameter "Magnitude" dar? Oder sollte ich die Wärmequelle besser als BC definieren? Für mich sieht die jeweilig grundlegende Einstellung identisch aus...

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Ich vermute, dass Load in meinem Fall besser geeignet ist, da ich so die Quelle als "Body heat flux" definieren kann. Über BC kann ich ja nur Flächen als Randbedingung angeben.
Außerdem habe ich herausgefunden, dass Magnitude einfach die Temperaturgröße, also die Temperatur an sich, angibt.

Trotzdem frage ich mich noch aus Prinzip wo der Unterschied zwischen "Load, Surface heat flux" und "BC" ist...

[Diese Nachricht wurde von RobertoL am 24. Apr. 2018 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von RobertoL:
Trotzdem frage ich mich noch aus Prinzip wo der Unterschied zwischen "Load, Surface heat flux" und "BC" ist...

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Doof. Die Erklärung ist ja relativ logisch. Heat flux in [W], BC in [°C] oder [K]. Richtig??

Bliebe noch die Frage, ob ich die Wärmequelle als Load, Surface heat flux oder als Load, Body heat flux definiere? Wo liegt da der physikalische Unterschied?

Ich führe hier zwar gerade fast ein Selbstgespräch, aber vielleicht hilft es ja jemandem, der durch googlen auf dieses Thema stößt.

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Wie du schon selbst festgestellt hast, ist eine BC eine harte Vorgabe der Temperatur. Kann man machen, sofern man die Temperatur einer Region kennt und auch wie sie sich homogen verändert. Sowas ist aber eher selten. Abaqus kann von der Vorgabe nicht abweichen. Die Region hat genau die vorgegebene Temperatur.

Bei der Last Region Heat Flux gibst du hingegen sowas wie die zu emittierende Energie vor. Bei einer Surface Heat Flux ware das also Energie pro Fläche pro Zeit. Bei der Body Heat Flux dann halt pro Volumen. Die Temperatur der Region ist damit frei und kann sich je nach Situation einstellen.

Oft sieht man auch eine Film Condition, also Konvektion, als eine Art Last, auch wenn es eher ein virtueller Kontakt ist. Damit gibt man die Temperatur des virtuellen Mediums und den Wärmeübergangskoeffizient zum Bauteil (also der selektierten Region) vor.

Wärmeleitung zwischen ausmodellierten Bauteilen macht man über Kontakt und entsprechende Eigenschaften.

Strahlung ist auch noch eine Option zwischen Bauteilen und zur Umgebung.

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Nachtrag: Eine Klebung (Tie) zwischen Bauteilen sorgt für ungehinderte Wärmeleitung an der Übergangsstelle.

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Ok. Dankeschön für den kleinen Exkurs.

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