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受託解析

解析事例

IGBTモジュールの冷却解析(FLOEFD)

概要

IGBTモジュールは、小電力で高電力駆動できる特徴がありますが、熱に弱く温度上昇により誤作動をおこしたり、高温になると機械的に破壊されるため冷却する必要があります。
本解析では、Simcenter FLOEFDで冷却解析を実施し、IGBTチップ温度を評価しました。

使用モジュール  :FLOEFD for NX(標準のFLOEFD製品)

解析モデル

IGBTモジュールを冷却するため、ウォータージャケットが設けられています。
Simcenter FLOEFDでは、簡便な操作とSmartCellTM テクノロジーにより、高品質なメッシュ作成が可能です。

そのため、IGBTモジュールのように複雑な形状を持つ複数の部品がアセンブリされた機器でもメッシュ作成を容易に行うことができます。

IGBTモジュール構成

解析条件

解析条件として、ウォータージャケットに流入する冷却水の体積流量、IGBTチップの発熱量を与えます。
本事例では、冷却水の体積流量違いで解析を行い、IGBTチップの温度変化を調べます。

冷却水の流入・流出方向

熱源(IGBTチップ)

解析結果

本事例では、冷却水の体積流量を2水準で解析しました。
冷却水の体積流量が増加すると、冷却水の流速も大きくなり、IGBTチップ温度が低下していることが確認できます。

条件①:体積流量が少ない場合の流速分布条件 ②:体積流量が多い場合の流速分布
条件①:体積流量が少ない
場合の温度分布条件 ②:体積流量が多い場合の温度分布

Simcenter FLOEFD活用によるメリット

Simcenter FLOEFDは、CADソフトに統合された熱流体解析ソフトです。
簡便な操作とSmartCellTM テクノロジーにより、高品質なメッシュ作成が可能です。

本事例においても、FLOEFDが固体領域と流体領域の境界付近を自動認識して、品質の良いメッシュを高速に作成しています。

さらに、FLOEFDの最適化機能を用いてCADソフトと連携すれば、より冷却効果の高いウォータージャケットのフィン形状を探索することも可能です。

Simcenter FLOEFDは、検討サイクルの短縮化・省力化の一助となります。
是非ご活用ください。

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