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  Wärmeübertragung von einer dünnen, elektrisch beheizten Schicht auf ein Substrat

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Autor Thema:   Wärmeübertragung von einer dünnen, elektrisch beheizten Schicht auf ein Substrat (1103 mal gelesen)
nixxn
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erstellt am: 20. Okt. 2017 19:40    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hi zusammen,

ich habe folgende Herausforderung zu meistern, bin blutiger Anfäger und verwende Ansys Workbench 18.2:
Ich habe eine dünne Kupferschicht (Querschnittsfläche 8x0,02mm), die auf einem Substrat(Breite=100, Höhe 10mm) aufgetragen wurde. Die Tiefe des Bauteiles beträgt 100mm.
Nun lege ich an die sehr dünne Schicht eine Spannung an. Sagen wir mal 1V. Nach dem Joulschen Effekt wird sich diese Schicht dann erhitzen. Die Wärme wird folglich durch Strahlung & Konvektion and die Umgebung und Wärmeleitung in das Substrat, abgegeben.
Hinweis: wegen der Vernetzung ist es wichtig zu wissen, dass der Querschnitt nicht einfach rechteckig ist, sondern wie in der Vergrößerung der Skizze zu sehen ist, auf
der einen Seite eine geringere Höhe aufweist, wie auf der anderen Seite.

Meine Aufgabe: die Wärmeverteilung simmulieren (instationär).
Meine Überlegungen:
Durch die ungleich hohe Schichtdicke sollte durch den unterschiedlich großen el. Widerstand auch die sich einstellende Temperatur an der Kontaktfläche zum Substrat  unterschiedlich groß sein.(große Schichtdicke--> T niedriger ; geringere Schichtdicke T höher).

Meine Fragen:
1. Vernetzung. Ich habe ein Knotenlimit von 250000. Damit fällt die Elementauswahl von Vierecken der Kantenlänge 0,01mm raus. (wären auch ohne Knotenlimit enorm viele Elemente)
Das heißt ich brauche Elemente die vom Seitenverhältnis stark unterschiedlich sind. Welche Elemente und welche Vernetzungsmethode würdet ihr empfehlen?

2. Ist es möglich die elektrische Erwärmung der Kupferbahn auch instationär abzubilden? Ich sehe auf der Workbench Projektoberfläche eine Stationär-elektrische Analyse und eine Thermisch instationäre, aber keine elektrisch-Thermisch-instatiönäre. Ich möchte zum Zeitpunkt t>0 die Spannung anlegen und das Aufwärmverhalten beobachten.

3. Ist es möglich Substrat und Kupferbahn getrennt zu simulieren? Das heißt, ich nehme die Kupferbahn und lege die Spannung an. Die Wärme, die eigentlich in das Substrat geht, müsste dann exportiert werden und in einem anderen Modell aufgeprägt werden. Könnte mir jemand sagen, wie ich das bewerkstellige? Also den von der Zeit abhängingen Wärmestrom exportiere und in eine andere Simulation hinein schiebe?

Vielen Dank für eure Hinweise und Unterstützung.

Gruß

[Diese Nachricht wurde von nixxn am 28. Apr. 2018 editiert.]

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Roland Schröder
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Dr.-Ing. Maschinenbau, Entwicklung & Konstruktion von Spezialmaschinen



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erstellt am: 20. Okt. 2017 23:00    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für nixxn 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von nixxn:
Durch die ungleich hohe Schichtdicke sollte durch den unterschiedlich großen el. Widerstand auch die sich einstellende Temperatur an der Kontaktfläche zum Substrat  unterschiedlich groß sein.(große Schichtdicke--> T niedriger ; geringere Schichtdicke T höher).
Ich versteht zwar nicht viel von Ansys, aber die zitierte Annahme erscheint mir falsch.

Der Strom ist nicht so doof, sich über die Maßen durch die dünne Seite zu quälen, sondern er wird sich ganz gleichmäßig über den verfügbaren Querschitt verteilen. Wäre in irgendeinem Bereich die Stromdichte höher als woanders, würde durch den Innenwiderstand des Leiters die Ohmsche Spannung in diesem Bereich zu einerm höheren Spannungsgradienten führen. An den Enden liegt aber für alle Querschnittsbereiche des Leiters dieselbe Spannung an.

So wird in dem dickeren Teil des Leiters analog zu seiner Dicke mehr Strom fließen und damit auch mehr Leistung als Wärme entwickeln, und  da die Wäremabfuhr überall ungefähr gleich ist, wird es dort zu etwas höheren Temperaturen kommen.

So viel aus dem Physikunterricht... 

------------------
Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

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wosch
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Rechne zuerst ein Problem nach, für das eine analytische Lösung existiert.

erstellt am: 21. Okt. 2017 08:35    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für nixxn 10 Unities + Antwort hilfreich

Wo wird denn die Kupferschicht kontaktiert? (2 Kontaktflächen)
Wie groß sind die Abmessungen in die Ebene hinein oder sind sie sehr lang, so dass zweidimensional gerechnet werden kann?

------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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nixxn
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erstellt am: 21. Okt. 2017 12:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Herr Schröder,

vielen Dank für die sehr schnelle Rückmeldung. Ich hätte nicht gedacht, dass ich am Freitag so spät noch eine erste Antwort bekomme.
Ich scheine da einen Denkfehler gehabt zu haben. Das klingt absolut logisch. Die Stromdichte ist konstant über den Leiterquerschnitt, das ergibt natürlich Sinn :-D.

Recht herzlichen Dank, dass Sie mir so schnell helfen konnten.

Gruß

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nixxn
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erstellt am: 21. Okt. 2017 13:03    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo wosch,

auch Ihnen recht herzlichen Dank für die schnelle Rückmeldung.
Ich selbst habe leider noch nie 2D simuliert, ich weiß daher gar nicht, ab wann ich das nutzen könnte.
Zu Ihren Fragen:
-Die Skizze auf dem Bild geht 100mm in die Monitorebene hinein.
-Die Kontaktierung erfolgt mittels an den beiden Enden an der Oberseite der Kupferschicht aufgelöteter Litze. An diese wird dann ein Netzteil angeschlossen.

Vielen Dank.

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Duke711
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erstellt am: 21. Okt. 2017 17:36    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für nixxn 10 Unities + Antwort hilfreich

Im Prinzip ist ja physikalisch nur der Querschnitt relevant. Über der Tiefe liegt eine physikalische Symmetrie vor. D.h. ob ich nun das ganze Modell betrachte oder nur eine Scheibe/Schnittebene, ist physikalisch nicht relevant. Die Wärmestromdichte wird über der Tiefe konstant bleiben und somit kann man anhand der Symmetrie die quantitativen Größen über die Tiefe skalieren. Bzw. Ansys skaliert diese bezüglich der definierten Tiefenmaße selbst.

Bezüglich der Systemkopplung. Sind die Wärmeübergangskoeffizienten bekannt?
Vermutlich nicht, da instationärer Fall. Dann würde eine Kopplung zwischen Maxwell/elektrisch und CFD in Frage kommen:

https://www.youtube.com/watch?v=CIYk1yMrrbw

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 21. Okt. 2017 editiert.]

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wosch
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Rechne zuerst ein Problem nach, für das eine analytische Lösung existiert.

erstellt am: 22. Okt. 2017 09:46    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für nixxn 10 Unities + Antwort hilfreich

Bei 2A nach einer Minute fast 80K Temperaturerhöhung adiabatisch gerechnet.

------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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nixxn
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erstellt am: 23. Okt. 2017 17:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Zitat:
Original erstellt von Duke711:
Im Prinzip ist ja physikalisch nur der Querschnitt relevant. Über der Tiefe liegt eine physikalische Symmetrie vor. D.h. ob ich nun das ganze Modell betrachte oder nur eine Scheibe/Schnittebene, ist physikalisch nicht relevant. Die Wärmestromdichte wird über der Tiefe konstant bleiben und somit kann man anhand der Symmetrie die quantitativen Größen über die Tiefe skalieren. Bzw. Ansys skaliert diese bezüglich der definierten Tiefenmaße selbst.

Bezüglich der Systemkopplung. Sind die Wärmeübergangskoeffizienten bekannt?
Vermutlich nicht, da instationärer Fall. Dann würde eine Kopplung zwischen Maxwell/elektrisch und CFD in Frage kommen:

https://www.youtube.com/watch?v=CIYk1yMrrbw

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 21. Okt. 2017 editiert.]


Hallo,

vielen Dank für Ihre schnelle Hilfe. Ich habe noch nie 2D simuliert. Ist es dort trotzdem möglich an das eine Ende eine Spannung XY und an das andere Ende eine Spannung 0 anzulegen, obwohl ich ja nur eine Scheibe habe? D. h. die Randbedingung ist in diesem Fall ja nicht symmetrisch, oder verstehe ich das falsch?

Da sich im realen Fall die Temperaturerhöhung in Grenzen halten soll, gehe ich zunächst von konstanten Wärmeübergangskoeffizienten aus. Mit CFD wird das dann zu umfangreich. Aber trotzdem vielen Dank für das Video.

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Duke711
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erstellt am: 23. Okt. 2017 18:36    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für nixxn 10 Unities + Antwort hilfreich

Die Eingangsspannung wird seitlich auf der Querschnittebene aufgebracht.
Die Geometrie/Symmetrieebene muss bezüglich Maxwell 2D auch nich die gleiche wie in der thermisch transienten Analyse sein.

Im übrigen habe ich mich auch etwas unglücklich ausgedrückt. Der Leiterquerschnitt ist mit dem Tiefenmaß gemeint und dieser wird in 2D über einen definierten Wert bei Ansys skaliert und nicht über die Geometrie.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 23. Okt. 2017 editiert.]

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nixxn
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erstellt am: 24. Okt. 2017 20:52    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Okay, das muss ich mal ausprobieren.
Aber sonst gibt es keine Möglichkeit einer thermisch-instationären-elektrischen Simulation? Ich hab nämlich noch nie mit Maxwell simuliert und
müsste mich dort erst einarbeiten. Wäre also echt klasse, wenn es noch eine andere Möglichkeit gäbe. Vor allem, wie man die Leiterbahn instationär simulieren kann und dann den Wärmestrom der durch Wärmeleitung abgeführt würde, in das Substrat-Modell übertragen könnte um nicht das Knotenlimit zu überschreiten. Wäre cool, wenn Sie oder ein Leser mir hier noch helfen könnten.

Vielen Danke & Gruß

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wosch
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erstellt am: 25. Okt. 2017 09:08    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für nixxn 10 Unities + Antwort hilfreich


nixxn.txt


nixxn2.jpg

 
Zitat:
Wäre also echt klasse, wenn es noch eine andere Möglichkeit gäbe

Diese Möglichkeit gibt es. Aber ob das (für einen Anfänger) einfacher ist?
Mit etwas Erfahrungen der alten Schule hier ein Modell mit ca. 1000 Elementen. (Quelltext im Anhang)
Die Materialeigenschaften der Keramik müssen noch angepasst werden.

------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

[Diese Nachricht wurde von wosch am 25. Okt. 2017 editiert.]

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nixxn
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erstellt am: 25. Okt. 2017 19:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo wosch,

ich bin echt beeindruckt. Vielen lieben Dank für die ausführliche Datei und die Zeit die Sie sich genommen haben.
Ich muss am Wochenende gleich mal ausprobieren, wie ich den Code mit Ansys Workbench ausführen kann.

Nochmals vielen lieben Dank.

Gruß

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wosch
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Rechne zuerst ein Problem nach, für das eine analytische Lösung existiert.

erstellt am: 26. Okt. 2017 18:11    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für nixxn 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Ist es möglich Substrat und Kupferbahn getrennt zu simulieren?

Wenn die ohmschen Widerstände der beiden Kupferstränge analytisch (R=l/(kappa*A)) bestimmt werden, kann mit der angelegten Spannung U die Verlustleistung P ermittelt (zu P=U*U/R) werden. (hier R1=17,8 mOhm und R2=59,5 mOhm)
Modelliert wird dann nur die Keramik. Auf die Flächen, an denen die Kupferstränge auf der Keramik aufliegen, wird die jeweilig ermittelte Leistung P als Wärmestrom aufgeprägt.
Dabei kann die Netzdichte in der Querschnittsfläche durch die Leiterbreite dominiert werden. In der Richtung in die Tiefe kann die Unterteilung mit 1 angesetzt werden (also nur ein Element). Damit kommt man mit einigen wenigen Elementen aus.
Dabei wird die Wärmekapazität der Kupferleiter nicht berücksichtigt, was angesichts der Volumenverhältnisse Keramik/Kupfer gut zu akzeptieren wäre.
Eine eventuell zu berücksichtigende Konvektion kann auf die Oberfläche der Keramik angewandt werden.

Dann kann eine transiente thermische Analyse erfolgen.

------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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erstellt am: 28. Okt. 2017 13:53    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Zitat:
Original erstellt von wosch:

Wenn die ohmschen Widerstände der beiden Kupferstränge analytisch (R=l/(kappa*A)) bestimmt werden, kann mit der angelegten Spannung U die Verlustleistung P ermittelt (zu P=U*U/R) werden. (hier R1=17,8 mOhm und R2=59,5 mOhm)
Modelliert wird dann nur die Keramik. Auf die Flächen, an denen die Kupferstränge auf der Keramik aufliegen, wird die jeweilig ermittelte Leistung P als Wärmestrom aufgeprägt.
Dabei kann die Netzdichte in der Querschnittsfläche durch die Leiterbreite dominiert werden. In der Richtung in die Tiefe kann die Unterteilung mit 1 angesetzt werden (also nur ein Element). Damit kommt man mit einigen wenigen Elementen aus.
Dabei wird die Wärmekapazität der Kupferleiter nicht berücksichtigt, was angesichts der Volumenverhältnisse Keramik/Kupfer gut zu akzeptieren wäre.
Eine eventuell zu berücksichtigende Konvektion kann auf die Oberfläche der Keramik angewandt werden.

Dann kann eine transiente thermische Analyse erfolgen.



Hallo wosch,

danke für die Antwort. Sie gehen, dann aber davon aus, dass die komplette elektrische Leistung des Leiters in einen Wärmestrom, der durch Wärmeleitung durch das Substat abgeführt werden muss, umgewandelt wird. Ein Teil der el. Leistung P des Leiters (wenn auch im Beispiel sicher ein nicht allzu großer) würde aber ja auch noch durch Konvektion und Wärmestrahlung abgeführt werden. Ich müsste quasi den noch übrig bleibenden Netto-Wärmeleistungsstrom in die Analyse für das Substrat überführen. Meinen Sie, das geht mit Ansys Workbench auch?

Vielen Dank.

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erstellt am: 28. Okt. 2017 14:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für nixxn 10 Unities + Antwort hilfreich

Deshalb habe ich geschrieben:

Eine eventuell zu berücksichtigende Konvektion kann auf die Oberfläche der Keramik angewandt werden.

Das gilt natürlich auch für Strahlung. Wie warm wird das? Welchen Anteil übernimmt die Strahlung?

------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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erstellt am: 29. Okt. 2017 08:44    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Zitat:
Original erstellt von wosch:
Deshalb habe ich geschrieben:

Eine eventuell zu berücksichtigende Konvektion kann auf die Oberfläche der Keramik angewandt werden.

Das gilt natürlich auch für Strahlung. Wie warm wird das? Welchen Anteil übernimmt die Strahlung?


Achso, ich hatte Sie so verstanden, dass Sie die Konvektion nur bei dem Substrat berücksichtigen und die der Leiterbahn vernachlässigen.
Die Temperatur ist variabel, ich würde mal von 100°C ausgehen.

Edit:
Ich habe jetzt nochmal analytisch und mit Ansys vergleichend an einem einfacheren Beispiel herumgetüftelt und komme zum Ergebnis, dass eine getrennte Betrachtung von Leiterbahn und Substrat, so wie ich das machen wollte, nicht möglich ist.

Ich habe dabei einen dünnen Block genommen und zwei Randbedingungen aufgeprägt. Einmal das gesamte Volumen ist eine Wärmequelle, und an der außenliegenden Fläche, die in der Realität nicht in Kontakt zur Keramik steht, eine Konvektionsrandbedingung.
Leider gibt es aber keine Randbedingung, welche die Wärmeabfuhr durch Wärmeleitung, welche durch das Substrat erfolgt, abbilden kann. Somit würde die Temperatur an der Kontaktfläche nicht stimmen. Wenn ich diese dann auf das Substrat aufpräge, stimmt dort die Temperaturverteilung selbstredend auch nicht...

Kennen Sie, oder jemand anderes noch einen anderen Weg, oder können mir sagen, wo und ob ich einen Fehler gemacht habe? 

[Diese Nachricht wurde von nixxn am 29. Okt. 2017 editiert.]

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wosch
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erstellt am: 29. Okt. 2017 16:30    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für nixxn 10 Unities + Antwort hilfreich

Es soll ja auch nicht die Temperatur sondern der Wärmestrom aufgeprägt werden.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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wosch
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erstellt am: 30. Okt. 2017 09:11    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für nixxn 10 Unities + Antwort hilfreich


nixxn3.jpg

 
Wenn eine Spannung von 0,5V angenommen wird, dann betragen die Wärmeströme 14W bzw 4,2W.
Werden die auf die entsprechenden Flächen aufgeprägt, so ergibt die dargestellte Temperaturverteilung nach 60s.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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nixxn
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erstellt am: 31. Okt. 2017 10:13    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Zitat:
Original erstellt von wosch:
Wenn eine Spannung von 0,5V angenommen wird, dann betragen die Wärmeströme 14W bzw 4,2W.
Werden die auf die entsprechenden Flächen aufgeprägt, so ergibt die dargestellte Temperaturverteilung nach 60s.


Danke für Ihre Mühen. Das Problem liegt leider auch darin, dass das in meinem Eröffnungsbeitrag beschriebene Querschnittsprofil nur ein Beispiel ist, in der Realität können auch andere Profile, mit mehreren unterschiedlichen Höhen vorkommen. Wenn ich ihren Weg wähle und analytisch die Leistung berechne und aufpräge, wird das meine vielen Simulationen etwas umfangreicher gestalten.

Nachdem ich jetzt weiter über Ansys recherchiert habe, werde ich mal die Submodelltechnik versuchen. Dann könnte ich, wenn ich das richtig verstehe, die Kupferbahn getrennt vom Substrat betrachten und der Wärmestrom der durch Wärmeleitung hervorgerufen wird, müsst dann eigentlich auch richtig dargestellt werden. Ich hoffe das, dass auch transient funktioniert. Bis jetzt musste ich jedenfalls bereits feststellen, dass die Submodelltechnik in der Workbench mit Thermisch-elektrischer-Simulation nicht funktioniert. Also werde ich mich damit abfinden müssen, die angelegte Spannung und den Strom mittels P=U*I/V  als Wärmequelle anzugeben. Da der Leiterquerschnitt an den dünneren Stellen weniger Volumen hat, müsste ja Ansys erkennen, dass dort weniger Wärmeleistung aufgeprät wird. Ich werde dann darüber berichten :-). Danke für Ihre Unterstützung soweit ;-)

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ranked1
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erstellt am: 11. Feb. 2019 12:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für nixxn 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo nixxn,

konntest du deine Problemstellung lösen? Ich habe ein ähnliches Problem und wüsste gerne, wie du zu einem Ergebnis gekommen bist.

Vielen Dank!

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