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Simcenter FLOEFD 2312 새로운 기능 및 개선 사항

안녕하세요, 델타이에스 입니다.

FLOEFD의 신규 버전(2312)을 아래와 같이 소개 드립니다.


 

모델 복잡도(complexity)



PCB 리플로우 오븐 열 공정 시뮬레이션

IPCB 리플로우 오븐에서 PCB가 컨베이어를 따라 이동할 때 공기 유속과 온도가 서로 다른 가열 및 냉각 영역에 노출됩니다.


이러한 영역에서 공기 유속과 온도 그리고 컨베이어 속도는 제조 전에 PCB 고객이 선택해야 합니다. 설계 목표는 최대 처리량을 위해 컨베이어 속도를 높이는 동시에 열 제약 조건을 충족하여 PCB 손상을 방지하는 것입니다. 잘못된 설계는 시간 손실, 제품 품질 저하 또는 처리량 저하로 이어지기 때문에 이러한 환경조건을 결정하기 위한 실험적 접근 방식은 많은 비용을 필요로 합니다. 따라서 실제 실험에 앞서 작동 매개변수를 최적화하기 위한 리플로우 오븐 프로세스의 시뮬레이션은 비용적인 측면에서 매우 유리합니다.


  FLOEFD 2312에는 PCB가 오븐을 통해 이동하는 조건을 반영하기 위한 과도상태(Transient)로 PCB 리플로우 오븐 시뮬레이션을 생성하고 수정할 수 있도록 프로젝트 템플릿이 추가되었습니다. 템플릿은 FLOEFD의 프로젝트 매개변수 기능을 활용하고 새로운 EFDAPI 자동화 기능은 매개변수를 수정하는 데 사용됩니다. 이 접근 방식은 움직이는 몸체가 있는 실제 오븐을 시뮬레이션하는 대신 움직이는 속도 경계 조건을 사용하여 PCB 주변의 작은 공간 내부의 리플로우 프로세스를 시뮬레이션합니다.


▶ 조건을 사용하여 PCB 주변의 작은 공간 내부의 리플로우 프로세스를 시뮬레이션합니다.

참고: FLOEFD와 HEEDS 설계 탐색 및 시뮬레이션 자동화가 결합된 이 기능은 사용자로 하여금 광범위하게 최적화 연구를 수행할 수 있도록 도와줍니다.



PCB 열 분석: EDA Bridge 열 영역(Thermal Territory) 

Localized된 PCB 열 영역 모델링은 구리패턴 및 레이어 모델링을 더욱 정확하게 제공합니다. 이 효율적인 계산 솔루션은 전체 보드에 적용되는 상세 모델링에 대한 좋은 대안입니다. 이전 FLOEFD에서 열 영역이 단일 칩을 중심으로 정의되고 종횡비가 설정되었지만, FLOEFD 2312에서는 PCB의 어느 곳에나 독립적으로 배치할 수 있는 독립형 열 영역을 지정한 다음 종횡비를 설정할 수 있습니다. 이를 통해 관심 영역을 보다 쉽게 포함하도록 Localized된 열 영역을 설정할 수 있습니다.


사용자는 다음 정의를 정의한 후 모델링 수준을 선택합니다.


1) 위치(X 및 Y)

2) 크기(길이 및 너비)



PCB 열 분석: EDA Bridge 스크립팅


FLOEFD 2312에서는 ECAD 데이터를 처리하는 기본 EDA Bridge 창에서 워크플로우를 캡처하는 스크립트를 기록하고 재생할 수 있습니다. 이 매크로 기능에는 보드의 모델링 수준 변경 및 열 영역 생성과 같은 작업이 포함됩니다. 이후 버전에서는 스크립팅이 계속해서 향상될 예정입니다.



전자 부품 열 모델링: Package Creator 업데이트


FLOEFD의 Package Creator기능을 사용하면 일반 패키지 제품군에 대한 템플릿 가이드 목록에서 몇 분 만에 3D CAD 형상 기반의 IC 패키지 열 모델을 빠르고 쉽게 생성할 수 있습니다. 그런 다음 이러한 상세 모델을 FLOEFD의 전자 냉각 시뮬레이션에 사용할 수 있습니다.


FLOEFD 2312에서 Package Creator는 다음 사항이 업데이트 되었습니다. – 2개의 새로운 IC 패키지 스타터 템플릿: Flip Chip CBGA 및 Wirebond CBGA. – 다른 조직과 공유하기 위해 내보낼 수 있는 Simcenter Flotherm 지원 상세 모델 생성




Simcenter FLOEFD 2312의 구조 해석 개선 사항


구조: 복잡한 형상을 쉽게 처리하기 위한 메시 부울 작업


복잡한 형상의 모델은 CAD 부울 프로세스를 사용하여 부울 작업을 완료할 수 없거나 전처리기 부울 접근 방식에 시간이 많이 걸리는 문제가 발생할 수 있습니다. 새롭게 향상된 구조 메시 생성기 및 형상 준비 기능은 이제 구조 분석 메싱을 위한 메시 부울을 지원합니다. 이는 엔지니어가 극도로 복잡한 형상에 대해서도 메시를 자동으로 더 빠르게 생성할 수 있는 솔루션을 제공합니다.




구조: 비선형 재료


FLOEFD에서 고체 재료에 대한 엔지니어링 응력-변형 곡선을 설정하고 Simcenter 3D Nastran 솔버의 기존 기능을 활용하여 해석을 실행할 수 있도록 엔지니어링 데이터베이스가 향상되었습니다. 참고로 FLOEFD용 Simcenter NASTRAN 비선형 솔버 연결은 2306 버전에 도입되었습니다.



구조: 대변형 모델링


이제 Simcenter 3D 비선형 Nastran 솔버의 해당 옵션을 활성화하는 대규모 변형에 대해 새 옵션을 선택할 수 있습니다. FLOEFD 2312에서는 이제 엔지니어링 응력-변형률을 실제 응력-변형률로 다시 계산할 수 있습니다. 이는 대변형 분석에 보다 정확한 결과를 제공합니다.


구조적: 일반 접촉 개선


일반적인 접촉의 모델링은 FLOEFD를 사용하고 Simcenter 3D 비선형 Nastran 솔버를 활용하면 이제 바디 변형의 결과로 반복 계산 중에 접촉이 나타나고 사라질 수 있습니다. 이전 버전의 FLOEFD 접촉은 솔버가 시작되기 전에 생성되었으며, 변형된 바디에서 변경, 표시 또는 사라질 수 없었습니다.




더 빠르게


수렴형, 면처리된 및 STL 형상을 위한 더 빠른 CFD 격자생성

FLOEFD 2312에서 격자 생성이 가속화됩니다. 수렴형, 면처리된 및 STL 형상이므로 파라메트릭 솔리드 형상에 대한 격자 생성만큼 효율적입니다. 아래 예는 외부 공력해석을 위한 수렴 바디로서 STL 데이터에서 변환된 차량 모델의 경우에 10배 더 빠릅니다.



FLOEFD 격자수는 약 6,200만개. 격자생성 시간의 비교(이전 버전 2306는 약 2시간, 최신버전 2312은 약 12분 소요)






스마트 PCB 열 모델링 – 정확성 및 속도 향상


Smart PCB 기능은 PCB 열 모델링을 위한 여러 옵션 중 하나입니다. 이는 PCB를 상세 모델링하는 데 일반적으로 필요한 추가 계산 리소스와 시간 불이익 없이 PCB의 상세한 재료 분포를 효율적으로 캡처하는 정교한 접근 방식입니다. 가져온 EDA 데이터의 각 PCB 레이어 이미지를 기반으로 복셀(voxel) 형식의 그리드가 생성되는 네트워크 어셈블리 접근 방식을 사용하여 이를 수행합니다.


FLOEFD 2312에서는 스마트 PCB 계산을 위한 솔버 속도가 크게 최적화되어 훨씬 더 빠른 고정밀 PCB 열 분석을 위해 이 모델링 옵션을 더 효과적으로 활용할 수 있습니다. 또한 이 솔버 속도 향상을 통해 PCB의 타일 개수를 기본값 100에서 300으로 변경되어, 특히 "미세" 모델링 옵션을 사용할 때 더욱 정확한 솔루션이 생성됩니다.



FLOEFD 2312와 이전 버전 2306 모두에서 타일 개수에 대한 정밀 설정과 평균 설정을 비교한 3가지 모델의 솔루션 시간 결과가 나와 있습니다. 예시된 솔루션 시간은 8배 ~ 1.5배의 속도 향상을 보여줍니다. 시간을 단축할 수 있으므로 더 짧은 시간에 정확한 PCB 열 연구를 완료하는 데 유리합니다. 분명히 PCB 크기와 복잡성은 예상되는 속도 향상의 요인입니다. 또한 상세 PCB 모델과 비교하여 Smart PCB가 해결하는 데 소요되는 해결 시간이 상당히 짧은 것을 확인할 수 있습니다.




 가능성을 탐색해 보세요

자동화 – EFDAPI는 자동화를 위한 향상된 API입니다. 


새로운 EFDAPI가 도입되었으며 이제 FLOEFD의 모든 기존 기능과 매개변수를 포괄합니다. 향상된 기능과 향상된 사용 편의성을 통해 엔지니어는 자동화를 활용하여 시뮬레이션 작업과정을 단축할 수 있습니다.







부스트 컨버터의 전자 장치 냉각 시뮬레이션을 자동화하는 경우를 생각해 보십시오.






아래의 짧은 비디오는 다음 단계의 자동화를 보여줍니다.

  • CAD 실행 및 모델 열기

  • FLOEFD 프로젝트 생성

  • 모든 경계 조건 및 시뮬레이션 설정 지정

  • 시뮬레이션 실행 및 결과 후처리




CAD를 열지 않고도 일괄 결과 후처리 가능


일반적으로 FLOEFD를 사용하면, 프로젝트를 열고 결과를 로드하여 결과 이미지와 스프레드시트를 생성해야 합니다. 계산 완료 후에 자동으로 생성하는 것은 "Batch Results Process" 도구를 사용합니다. 이제 CAD를 열지 않고도 일괄 결과 처리가 가능해졌습니다.


이제 다음을 수행할 수 있습니다. – Windows 또는 Linux 시스템에서 일괄 결과 처리에 필요한 파일을 생성하는 명령줄 실행 내보내기를 사용합니다 . – 원격 서버에서 솔버를 실행하고 해결이 끝나면 클라이언트에 파일을 다시 복사하지 않고 자동으로 서버에서 결과를 일괄 처리합니다.


아래의 짧은 비디오에는 단계가 설명되어 있습니다.




 통합 상태 유지


Simcenter 3D에 대한 SCD5 내보내기 지원

이제 FLOEFD 필드를 Simcenter 3D의 SCD5 형식으로 내보낼 수 있습니다. 그러면 FLOEFD에서 Simcenter 3D로 데이터를 전송하기 위한 바이너리 파일이 생성됩니다. 이는 바이너리 SCD5 형식을 사용하면 파일 크기에 상당한 이점이 있을 수 있음을 의미합니다. 이는 Simcenter 3D에서 열 해석의 필드를 열-기계적 응력 해석으로 전환하는 데 도움이 됩니다.


SCD5 격자 파일을 입력 데이터로 사용하여 정상 상태 또는 과도상태의 압력 및 온도 필드를 CGNS 파일로 내보낼 수 있습니다.


Teamcenter 뷰어 지원. JT 형식 내보내기


FLOEFD scene 파일을 이제 JT 형식으로 저장할 수 있습니다. 이를 통해 뷰어(JT 형식 사용)를 사용하여 Teamcenter의 시뮬레이션 결과를 볼 수 있습니다.




출처 : 지멘스


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