FloEFD LED Module: моделирование светодиодного освещения

03/2019

FloEFD – это универсальное программное решение для проведения гидрогазодинамического анализа, встроенное в программную среду механического САПР: CATIA V5, PTC Creo, Siemens NX, Solid Edge, SOLIDWORKS. Пользовательский интерфейс и справка FloEFD доступны на русском языке. FloEFD предназначен для инженеров-конструкторов, не требует специализированных знаний в проведении гидрогазодинамического анализа. С помощью FloEFD, инженер-конструктор может проанализировать конструкцию на ранних этапах проектирования, обнаружить и исправить ошибки, ускорить серийное производство.

FloEFD FloEFD признанное во всем мире программное решение для проведения точного гидрогазодинамического анализа — *FloEFD признанное во всем мире программное решение для проведения точного гидрогазодинамического анализа*

FloEFD LED Module – это дополнительный модуль к программному продукту FloEFD, предназначенный для моделирования светодиодного освещения.

Светодиоды получили широкое распространение благодаря небольшим размерам, экономичному энергопотреблению и сниженным эксплуатационным расходам. Однако светодиоды чувствительны к высоким температурам: нагрев светодиода приводит к падению светового потока и изменению цвета свечения.

FloEFD LED Module используется для моделирования светодиодного освещения — *FloEFD LED Module* используется для моделирования светодиодного освещения

Поэтому одной из важных задач при проектировании светодиодных систем является обеспечение эффективного теплоотвода из области p-n- перехода светодиода в окружающее пространство. Наиболее распространенным способом отведения тепла является его передача сначала на печатную плату, которая служит основанием светодиода, а затем на корпус устройства. Математическая модель модуля LED делает возможным моделирование тепловых процессов, происходящих в различных светодиодах. Также она позволяет определить полный световой поток, излучаемый светодиодом при рабочих температурах (“hot lumens”). Такие возможности доступны благодаря наличию библиотеки моделей светодиодов. Входящие в нее элементы имеют определенные характеристики, полученные в результате измерений тепловых и радиометрических/фотометрических величин, проведенных с помощью Mentor T3Ster+TeraLED. Кроме того, в FloEFD в моделях светодиодов предусмотрено поглощение излучения в полупрозрачных телах, например, передних и задних фарах автомобилей.

Дополнительный модуль FloEFD LED Module является уникальным в отрасли, включает дополнительные аналитические инструменты для инженеров светотехников и конструкторов.

FloEFD LED Module широко применяется при проектировании автомобильного освещения, фото/видео техники, осветительного оборудования, в электронике (эффекты влажности) и аэрокосмосе (аэродинамика).

Функциональные возможности FloEFD LED Module

Модель излучения Монте-Карло

Модель излучения Монте-Карло используется для моделирования процессов поглощения излучения в полупрозрачных твердых телах (например, стекло). Учитываются такие эффекты как преломление, зеркальное отражение (например, в линзах) и зависимость от длины волны (спектральные характеристики излучения).

*Фара мотоцикла, расчет был выполнен в FloEFD с использованием модели Монте-Карло*

Возможности:

Моделирование испускания фотонов (посредством трассировки лучей).
Зависимость вероятности испускания фотонов от интенсивности излучения.
Отражение и преломление в соответствии с законами Френеля и Снелла.
Учет зеркальности поверхностей.
Поглощение в полупрозрачных телах.
Спектральные характеристики (зависимость от длины волны).
Точное моделирование излучения в случае наличия поглощения и преломления/отражения.

Преимущества:

Модель Монте-Карло обеспечивает значительное улучшение качества расчетов зеркального отражения и фокусировки линз.
Модель Монте-Карло и модель Дискретные ординаты обеспечивают одинаковый уровень точности результатов расчета задач, в которых рассматривается поглощение в твердых телах (и, следовательно, учитывается температура внутри тел).
Затраты вычислительных ресурсов при использовании модели Монте- Карло для задач такого типа сопоставимы и даже ниже, чем при использовании модели Дискретные ординаты (особенно, если для модели Дискретные ординаты применяется 2й порядок).
Затраты вычислительных ресурсов при использовании модели Монте-Карло линейно зависят от количества лучей.
Увеличение количества лучей в настройках модели Монте-Карло обеспечивает более гладкое распределение потоков излучения.

Модель Пленки (конденсация на поверхности)

Модель конденсации позволяет моделировать процесс пленочной конденсации на поверхностях (испарение и обледенение/удаление льда).

Модель Пленки:

Конденсация на поверхности.
Испарение с поверхности.
Обледенение.
Нестационарная задача.
Воздух с парами воды.
Интегральная подсеточная модель.

Объемная конденсация и испарение паров воды:

Конденсация паров воды в объеме.
Учет влажности.

Объемная конденсация и испарение реальных газов:

Изменение фазового состояния реальных газов.

Возможности:

Расчет конденсации/испарения на поверхности.
Задание несмачиваемости на локальных поверхностях.
Задание начальной толщины пленки.
Учет теплоты фазового перехода.
Визуализация толщины пленки, фазового состояния, скорости нарастания, температуры и массы пленки, и др.

Преимущества:

Поверхностная конденсация и испарение воды моделируется с учетом фазового перехода из пара в жидкое и твердое состояние и обратно.

Применение:

Задачи, где запотевание и обледенение играют существенную роль.

Комбинированная тепловая и фотометрическая модель светодиодов

Импорт уникальной компактной модели светодиода на основе его тепловой характеристики (RC-ladder). Уникальная компактная модель светодиода основана на расширенных характеристиках, измеренных с помощью T3Ster TeraLED и импортируемых в FloEFD, позволяет рассчитывать тепловую мощность и определять световой поток при заданной силе тока.
Стартовая библиотека светодиодов: CreeXT-E, Osram Golden Dragon, Seoul P4 и Philips Luxeon Rebel.
Импорт собственных моделей светодиодов в базу данных FloEFD.

Возможности и преимущества FloEFD LED Module

Высокая точность моделирования излучения благодаря использованию усовершенствованной модели излучения Монте-Карло со спектральными характеристиками поглощения, отражения и преломления.
Визуализация траектории лучей для модели Монте-Карло. Изменение цвета лучей в зависимости от длины волны, мощности излучения или в соответствии с цветом, который условно присваивается поверхности, с которой они испускаются. Позволяет исследовать воздействие тепловых и радиационных источников.
Моделирование преломления солнечного излучения.
Задание показателя преломления в зависимости от длины волны и температуры. Высокая точность расчета при использовании определенных материалов.
Импорт тепловых и фотометрических моделей из T3Ster TeraLED, полностью соответствующие стандартам CIE и JEDEC.
Установите значение прямого тока для светодиода, FloEFD рассчитает мощность теплового нагрева и правильную рабочую температуру.
Точное прогнозирование рабочего светового потока (горячие люмены) и температуры светодиода.
Нелинейная зависимость напряжения, потока излучения и светового потока от температуры (в виде таблицы) добавляется в дополнение к линейной зависимости (через коэффициент чувствительности).
Прямой ток, задаваемый для светодиода, может зависеть от цели (для имитации датчика температуры управляющим LED).
Диаграмма направленности и спектр излучения могут быть добавлены к компактной термоэлектрической модели светодиода.
Возможность добавить кривую пропускания вместо кривой поглощения в качестве характеристики излучения для полупрозрачных твердых материалов.
Импортируйте нелинейные характеристики светодиодов из TeraLED в виде исходной таблицы вместо коэффициентов линейности (чувствительности).

*Импортируйте нелинейные характеристики светодиодов из TeraLED в виде таблицы*

Визуализация траектории лучей между двумя выбранными поверхностями, включая те, которые проходят через выбранную полупрозрачную поверхность.

*Визуализация траектории лучей между двумя выбранными поверхностями*

Нанесение непрозрачного покрытия на полупрозрачные тела.
Расчет падающего и проходящего потока излучения на поверхности полупрозрачных тел.
Визуализация направления солнечного излучения.
Установка температуры излучения, отличной от глобальной температуры окружающей среды для конкретной поверхности. Новый тип поверхности излучения «от поверхности к поверхности окружающей среды» позволяет установить для конкретной поверхности температуру излучения окружающей среды, отличную от глобальной.
Отображение толщины пленки - импорт толщины пленки в виде таблицы точек. Используется для переноса результатов конденсации пленки в другой САПР для моделирования.

FloEFD Отображение толщины пленки — *Отображение толщины пленки*

Интегрированные инструменты параметризации и сравнения проектов

Понять влияние изменений геометрии и граничных условий на результат поможет сравнение множества вариантов проекта. Оценить результаты можно по числовым значениям, графикам и анимации.

«FloEFD помогает нам разрабатывать и оптимизировать автомобильные фары. Даже очень сложная геометрия и условия испытаний могут быть исследованы с минимальными усилиями. Новые функции, такие как излучение Монте-Карло и светодиодный модуль, особенно полезны для ускорения разработки очень сложных продуктов».