Die Kühlkörperdimensionierung und Kühlkörperberechnung erreichen einen immer höheren Stellenwert im Bereich des Wärmemanagement. Aufgrund des ständig wachsenden Leistungsvermögens der Bauelemente in der Leistungselektronik bei gleichzeitig zunehmender Kompaktheit ergebenden sich oft hohe Wärmelasten für Bauteile und deren Umgebung. Durch hohe Verlustleistungen werden an das Wärmemanagement der Gesamtbaugruppen zunehmend höhere Anforderungen gestellt, das kann durch Kühlkörperdimensionierung und Kühlkörperberechnung eingegrenzt werden.
Durch die oft komplexe geometrische Anordnung von Bauteilen, Einbauten und Systemen zueinander, ist eine rein manuell-theoretische Beurteilung der Temperaturverhältnisse schwierig, nahezu unmöglich. So können Einflüsse wie Rezirkulation, Überlagerung, und Abschattung unerkannt bleiben und die Ergebnisse sowie Annahmen nachhaltig verfälschen.
Die CFD-Analyse auf dem Gebiet der Elektronik-Kühlung hat die Entwicklung, Optimierung und Verifizierung von Entwärmungskonzepten zum Ziel. Deren Anwendung bezieht sich auf nahezu alle Bereiche der Komponenten-, Bord-, Gehäuse-, Schrank- sowie Lüfterauslegung und beinhaltet hauptsächlich die Punkte:
- Lüfter- und Thermalmanagement
- Bauteil-, Komponenten- und Systemanalyse
- Systemintegration
- Kühlkörperdimensionierung
- Kühlkörperberechnung und Wärmemanagement uvm.
Gegenstand der Betrachtungen bei der Kühlkörperdimensionierung ist die Ermittlung von Strömung, Temperatur und Druck auf der Basis von 3D-Modellen in laminaren, turbulenten, stationären und / oder transienten Analysen. Je nach Bedarf werden Wärmeleitung und Wärmestrahlung bei der Kühlkörperdimensionierung sowie Freie und Erzwungene Konvektion berücksichtigt.
Als CFD-Software können derzeit ICEPAK© von Fluent und nach Bedarf Flotherm© von Flomerics zum Einsatz kommen.