Markus, Dusko, ihr habt euch mit der Entwicklung eines thermischen Netzwerkmodells auf Basis eines CFD-Modells beschäftigt. Welches Problem wolltet ihr mit dem Projekt lösen?

Markus Mayrhofer: Wir arbeiten für Tridonic, einem weltweit führenden Anbieter von Lichttechnologie, der zur Zumtobel-Gruppe gehört. In jedem Elektronikprodukt, das wir dort entwickeln, sind thermische Simulation unvermeidlich. Unsere Simulationsmodelle sind standardmäßig sehr detailliert und haben deshalb sehr feine Netze. Das Problem: Sie sind viel zu umfangreich, um sie in größere Systeme wie das System „Leuchte“ zu integrieren. Deshalb haben wir ein vereinfachtes thermisches Modell gesucht. Es sollte zu kürzeren Simulationszeiten führen, auch in geometrisch größeren Modellen sinnvoll einsetzbar sein und dabei möglichst realistische Ergebnisse liefern, die nah am CFD-Modell liegen. 

Welche Herausforderungen gab es während der Entwicklung?

Dusko Vukovic: Die Entwicklung hat von der Modellierung des Treibers auf CFD-Basis bis zum thermischen Netzwerkwerkmodell hat rund sechs bis acht Monate gedauert. Anfangs hatten wir Schwierigkeiten mit den Mesh-Einstellungen der Leiterplatte, da sie nur 35 Mikrometer dick ist und eine feine Auflösung benötigt. Dann war es eine Herausforderung, den Wärmestrom der Treiberelektronik zu erfassen. Durch einen iterativen Prozess – mit vielen Simulationen und Messungen – konnten wir schließlich ein zuverlässiges Netzwerkmodell erstellen. Abgesehen von der Technik fanden wir es auch spannend, mit verschiedenen Abteilungen bei uns und auf europäischer Ebene zusammenzuarbeiten. Dadurch konnten wir in andere Welten eintauchen.

Welchen Mehrwert hat dieses Projekt für Tridonic, Zumtobel und seine Kunden?

Dusko Vukovic: Zum Beispiel haben wir einen Workflow entwickelt, um die Wärmeströme und Temperaturen zu ermitteln, die wir für die Berechnung der thermischen Widerstände brauchen. Diesen Workflow können wir jetzt für alle möglichen Treiber anwenden.

Markus Mayrhofer: Und wir haben eben einen Weg gefunden, das CFD-Modell auf ein Netzwerkmodell zu vereinfachen. So können wir es unseren Kunden künftig ermöglichen, den thermischen Einbau eines Treibers in eine Leuchte schneller und einfacher zu gestalten. Das Produkt kommt also früher auf den Markt. Eine weitere Motivation war, zu überwachen, wie lange Geräte einsatzfähig sind und ob sich die Lebensdauer verlängern lässt. Es wird ja heute immer wieder gefordert, längere Garantien abzugeben. Dazu muss man unter anderem wissen, ob das Gerät über längere Zeit hinweg bestimmte Temperaturgrenzen überschritten hat oder nicht. Mit unserem Modell können wir unter anderem vorhersagen, ob das Gerät eventuell bald ausgetauscht werden muss. Das kann ein zusätzlicher Service für den Kunden sein.

Wie ist generell der Stellenwert der Simulation in eurem Unternehmen?

Markus Mayrhofer: Simulation hat bei uns eine sehr lange Tradition, schon seit 20 bis 30 Jahren. Es begann mit Elektronik-Simulationen. Später kamen thermische und magnetische Simulationen hinzu, bis hin zur Simulation von Wireless-Systemen, insbesondere von Antennen- und Wellenausbreitung. Als Nächstes wollen wir Systeme mit künstlicher Intelligenz entwickeln. 

Dusko, Markus, vielen Dank für das Gespräch.

Schauen Sie sich hier das vollständige Gespräch mit Dusko Vukovic und Markus Mayrhofer an: