Thermische Optimierung eines Schaltschranks – Fregatte F110

PROJEKTDATEN

• Kunde: FAGOR Electrónica
• Datum: 2025
• Technologie: Thermische Simulation – CFD

 

EINLEITUNG

In diesem Projekt führen wir die thermische Analyse und Optimierung eines Schaltschranks für die Fregatte F110 durch. Die Studie zielt darauf ab, das thermische Verhalten und die Wärmeabfuhr der verschiedenen Komponenten im Inneren des Schaltschranks zu verbessern.  

CFD-Modelle

In diesem Fall gehen wir von der detaillierten Geometrie des Schaltschranks und seiner Komponenten aus und erstellen ein für die thermische Studie angepasstes Modell, mit dem der Luftstrom und das Temperaturfeld präzise und effizient berechnet werden können, indem die Anforderungen an die Maschenweite in Regionen von geringem Interesse reduziert werden. In diesem Fall müssen wir das thermische Modell von ScStream verwenden und zusätzlich zu den üblichen Gleichungen für die Luftbewegung auch die Energiegleichung im Modell lösen. Wir lösen auch den Wärmeaustausch zwischen den Festkörpern im Schrank durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung, letztere mittels der View-Factor-Methode. Zunächst simulieren wir das Verhalten des aktuellen Modells und vergleichen die Ergebnisse der Modelle mit experimentellen Daten aus durchgeführten Tests, um die Validierung und korrekte Korrelation zwischen den numerischen Modellen und den Tests sicherzustellen.  

Thermische Optimierung des Systems

Mit den validierten Modellen verwenden wir die CFD-Simulation, um Optimierungen der Innenluftbewegung zu finden, die eine bessere Ableitung der erzeugten Wärme ermöglichen. Dazu arbeiten wir mit verschiedenen Ventilatormodellen, deren Druck-Durchfluss-Kurven in die numerischen Modelle eingegeben werden. Die CFD-Simulation ermöglicht es uns auch, Änderungen an den Komponenten der Anlage, sowohl hinsichtlich ihrer Position als auch ihrer Eigenschaften, leicht zu bewerten und mehrere Iterationen durchzuführen, bevor wir uns für die endgültige Konfiguration entscheiden. Die folgenden Bilder zeigen einige Ergebnisse der im Rahmen des Projekts durchgeführten Simulationen: