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Autor Thema:   Kühlung_MOSFETs_Wärmeleitfolie_Deckel (199 mal gelesen)
Hu007
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Unbenannt.jpg

 
Hallo Zusammen,

ich hoffe ihr könnt mir bei meinem Anliegen weiterhelfen :-)
Es geht darum die enstehende Wärme aus dem MOSFETS durch einen Kühlörper an die Umgebung freizusetzen. Zwischen MOSFETs und Kühlkörper(in meinem case erstmal ein stinkeinfaches Alu-Deckel) ist eine Folie eingebracht. Also an deren unteren Seite drücken die MOSFETS und geben Ihre wärme ab(13W).
Mein case bricht sehr frühzeitig ab und ich bezweifele das ich die RB vernünftig definiert hab(am Netz kann es nicht liegen).

Zu besseres Verständnis meines Problems lad ich eine kleine skizze des jetzigen Modells. Der Link zu meinem case füge ich ebenso hinzu.
https://1drv.ms/u/s!Av2DChjC-94wjqUNk8tP9VCMp6PD4g
Beste Grüße.
Houssam.

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Shor-ty
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erstellt am: 19. Jun. 2017 11:13    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 Nur für Hu007 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Houssam,

ich hab mir dein Case mal angeschaut. Wenn du diese Fehlermeldung bekommst:

Code:

Solving for solid region pad


--> FOAM FATAL ERROR:
Attempt to cast type zeroGradient to type compressible::turbulentTemperatureCoupledBaffleMixed

    From function To& Foam::refCast(From&) [with To = const Foam::compressible::turbulentTemperatureCoupledBaffleMixedFvPatchScalarField; From = const Foam::fvPatchField<double>]
    in file /home/shorty/OpenFOAM/OpenFOAM-4.x/src/OpenFOAM/lnInclude/typeInfo.H at line 114.

FOAM aborting


Dann liegt es daran, dass du falsche Boundary Typen verwendest constant/pad/polyMesh/boundary. Dein Pad-To-Air ist keine mappedWall; zumindest nicht mit der Randbedingung die du verwendest. Damit sollte es klar sein oder? Falls nicht. Du hast den Übergang von Pad -> Air (zumindest  geht das aus deinen Einstellungen hervor). Das ist eine mapped Kopplung, wenn du das haben willst. Laut deiner Randbedingung in 0/pad/T willst du aber ein Heat-Transfer ins Far-Field modellieren (übrigens die komplette Randbedingung ist unsinnig gesetzt und macht keinen Sinn in deinem Set-up).

Als Hinweis. Dein numerisches Netz ist für Wärmeübergänge, gerade von Solid-Fluid nicht wirklich geeignet. Es wird sicher funktionieren aber deine Ergebnisse sollten quantitativ nicht repräsentativ sein.


Ach ja - deine RB in 0/air/T sind auch alle falsch bezüglich den Interfaces und gleiches gilt auch für 0/cover/T.

Gutes gelingen.

------------------
Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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Hu007
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erstellt am: 19. Jun. 2017 13:38    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 Tobias,

danke für deine Antwort. Ich habe eigentlich das tutorial snappyMultiregionHeater als Vorlage genommen. Da wurden sämtliche Solid/Solid und Solid/Fluid Interfaces als mappeWall BC definiert. Für den Kontakt mit der Umgebung wurde zeroGradient verwendet. Und Ja du hast Recht ich möchte gerne die Wärmeübertragung in das Farfield auch berechnen.
Ich wäre dir sehr dankbar wenn du mir bei der Einstellung der RB helfen könntest.

Danke und Grüße.
Houssam

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Shor-ty
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erstellt am: 19. Jun. 2017 13:50    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 Hu007 10 Unities + Antwort hilfreich

Es werden im Tutorial keine zeroGradient Bedingungen verwendet. Schau dir mal das Run Skript an. In den Tutorials läuft immer das changeDictionary Programm ab, dass dir deine Randbedingungen für jede Region modifiziert. Für den Typ passt alles (mapped) aber die Randbedingungen selber sind falsch. Das Farfield kannst du abbilden wenn du deine Luft wegnimmst, ansonsten gibts hier kein Farfield und die Wärme wird an das Medium Luft abgegeben. Der HTC der die Wärmemenge bestimmt, wird von FOAM selbst berechnet, bzw. über die Physik abgebildet (Konvektion und dem Gleichgewicht der Wärmeströme). Nur wenn du keine Luft simulierst, dann musst du entweder einen HTC + Tfar definieren oder mit einem definierten Wärmestrom arbeiten. Bleibt also dir überlassen was du machen möchtest.

PS: Übrigens musst du deinen MOSFET aus dem Netz rausschneiden, sonst stimmt die Modellierung sowieso nicht ganz 

------------------
Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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Hu007
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erstellt am: 19. Jun. 2017 14:26    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

Also wenn ich beispielsweise bei bottomAir in changeDictionaryDict rein schaue steht sowas:
T
{
    internalField  uniform 300;

    boundaryField
    {
        ".*"
        {
            type            zeroGradient;
        }

        "bottomAir_to_.*"
        {
            type            compressible::turbulentTemperatureCoupledBaffleMixed;
            Tnbr            T;
            kappaMethod    fluidThermo;
            value          uniform 300;
        }
    }
}

und nach der Ausführung der changeDictionary -region bottomAir stehen bei in 0/bottomAir/T für minX maxX minY minZ und maxZ zeroGradient.. sehe ich da irgendwas falsches??

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Shor-ty
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erstellt am: 19. Jun. 2017 16:07    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 Hu007 10 Unities + Antwort hilfreich

Okay, ich denke wir verschieben die Diskussion ins Forum und nicht mehr via Emails.

ZeroGradient ist korrekt aber das betrifft alle Flächen die keine Interfaces repräsentieren und als Adiabat behandelt werden. Alle anderen bekommen die Kopplungsbeziehung.

Dann noch Hinweise zu deinem Fall:

chtMu...SIMPLE.. löst kein Zeitproblem. Heißt also, wenn du behauptest das in der Wärmebildkamera nach 3h eine Temperatur von xy vorliegen, dann kannst du das zeitlich mit dem SIMPLE nicht nachbilden. Allerdings gehe ich davon aus das nach 3h ein Stationäres Profil erreicht wird und du dann den SIMPLE schon verwenden kannst aber bitte verwechsel hier endTime nicht mit einer physikalischen Zeit.

By the way. Ich bekomme nach 500 Iterationen mit dem Simple eine Max-Temperatur von 62,3 °C raus.

------------------
Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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Hu007
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erstellt am: 21. Jun. 2017 11:52    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

Zitat:
Original erstellt von Shor-ty:
Du hast den Übergang von Pad -> Air (zumindest  geht das aus deinen Einstellungen hervor). Das ist eine mapped Kopplung, wenn du das haben willst.

Hallo Tobias,
ich finde leider keine ähnliche Anwendung in den tutorials für diese BC (also mapped). was soll man da einstellen? die 13W werden an der unteren Seite des Pads eingeleitet und habe gedacht, dass dadurch die Luft unterhalb des pas auch wärmer wird.

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Shor-ty
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erstellt am: 21. Jun. 2017 14:50    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 Hu007 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi, ich glaube wir reden aneinander vorbei. Okay nochmals von vorne. Ausgehend von deiner Grafik im ersten Post, wird der Mosfet heiß, gibt die Energie an das Pad ab und das Pad an den Kühlkörper (Alucover). Die Energie vom Mosfet (13W) stellst du mit der Randbedingung ein, die du schon hast, damit ist dieser numerische Rand abgehackt. Das Pad steht dann mit dem Kühlkörper in Verbindung (boundary type = mapped/mappedWall; Temperaturrandbedingung compressible::...Coupled..Temperature). Zudem steht das Pad mit der umgebenden Luft in Kontant und daraus folgt, dass du dort die gleichen Randbedingungen hast wie von Pad-Alucover. Der größste Unterschied besteht darin, dass du hier das Fluidnetz entsprechend gestalten musst.

Ob es sinnvoll ist die Pad-Luft Kopplung abzubilden musst du selber entscheiden.

------------------
Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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erstellt am: 21. Jun. 2017 16:05    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 Tobias,

erstmal vielen Dank für deine Rückmledung. Ich werde den Kontakt zwischen pad und Luft wegnehmen. Ich werde folgende Kontakte haben : cover/pad cover/bottomAir und cover/topAir. Jetzt habe ich die Wärmequelle am unteren patch(heatin) des Pads so definiert :

heatin
    {
        type            compressible::turbulentHeatFluxTemperature;
        value          uniform 300;
        heatSource      power;
        q              uniform 13;
        kappaMethod    fluidThermo;
        kappa          none;
        Qr              none;
    }

sämtlichen Kontakten habe ich den Boundary Type mappedWall zugewiesen. mit den Boundary condition muss ich noch rum spielen (denn du meintest ja das sie komplett unsinnig sind  ). Mein Netz habe ich nachgearbeitet (hybrides Netz) und feiner gestellt.

Zitat:
Original erstellt von Shor-ty:

By the way. Ich bekomme nach 500 Iterationen mit dem Simple eine Max-Temperatur von 62,3 °C raus.



Hast du an der meinem Set-up was geändert ? ich komme nämlich auf einem viel kleineren Wert

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Shor-ty
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erstellt am: 21. Jun. 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 Hu007 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi,

also kurz um zur Klärung. Interfaces (Kontaktstellen) bekommen den Type mappedWall (polyMesh/boundary) und dementsprechend müssen in den beiden Regionen die Kopplungsrandbedingung stehen. In deinem Upload hast du da bspw. auch zeroGradient, dass nicht funktionieren kann, weil die Interfaces mit diesem mappedWall Typ definiert wurden und damit ein zeroGradient, fixedValue etc. nicht möglich ist. Mit anderen Worten, wenn du ein Patch in polyMesh/boundary als mappedWall definierst, dann musst du in 0/region/T diesen Patch mit einer Kopplungsrandbedingung definieren.

Und ja, ich habe ein paar Schrauben an deiner Numerik gedreht 
Das gleiche Problem hatte eine Firma letztens auch und bat mich um hilfe, da selbst anch 50.000 Iterationen noch keine stationäre Lösung erreicht wurde. Ich geb dir mal ein Tipp. Die Relaxationsfaktoren bei den Solids kann man sehr hoch setzen (sehr sehr hoch) 

Grüße

------------------
Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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