Wärmeübertragung
Wärme sucht sich immer ihren Weg. Für eine realitätsnahe Vorhersage des Temperaturfeldes berechnen wir das exakte Zusammenspiel der drei grundlegenden Übertragungsarten:
- Wärmeleitung (Conduction): Die Ausbreitung von Wärme in Festkörpern. Wir berechnen den Wärmefluss durch komplexe Baugruppen, Gehäuse und Isoliermaterialien unter Berücksichtigung temperaturabhängiger Materialkennwerte.
- Konvektion (Convection): Der Wärmetransport durch strömende Medien (Flüssigkeiten oder Gase). Wir simulieren sowohl die freie (natürliche) Konvektion durch Auftriebseffekte als auch die erzwungene Konvektion durch Lüfter oder Pumpen.
- Wärmestrahlung (Radiation): Bei hohen Temperaturen oder im Vakuum dominiert die Strahlung. Wir berechnen den Strahlungsaustausch zwischen Oberflächen und die Wärmeabstrahlung an die Umgebung.
Thermomechanik: Wenn Wärme zu Spannung wird
Temperatur allein zerstört selten ein Bauteil – es ist die daraus resultierende Ausdehnung. Dehnt sich ein Material bei Erwärmung aus und wird daran gehindert, entstehen massive mechanische Spannungen.
- Thermisch induzierte Spannungen: Wir berechnen die Verformungen und Spannungen, die durch ungleichmäßige Temperaturfelder oder unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten in Baugruppen entstehen (z. B. bei Platinen, Abgasanlagen oder Verbundwerkstoffen).
- Betriebssicherheit: Diese thermomechanischen Lasten übergeben wir nahtlos an die mechanische Berechnung, um die strukturelle Integrität zu bewerten.
Feuchtetransport & Klimatisierung
Wärme und Feuchtigkeit gehen oft Hand in Hand. Temperaturänderungen können dazu führen, dass Feuchtigkeit kondensiert und Korrosion oder Kurzschlüsse verursacht.
- Wärme- und Feuchtetransport: Wir simulieren die Ausbreitung von Feuchtigkeit in porösen Materialien, Lufträumen und Gehäusen.
- Taupunkt-Analyse: Wir lokalisieren Bereiche, in denen das Risiko von Kondensation (Schwitzwasser) besteht, etwa in Scheinwerfern, Elektronikgehäusen oder in der Bauphysik.
Transiente Erwärmung & Kühlzyklen
Nicht jede Wärmelast ist dauerhaft. Oft sind es kurzzeitige Spitzenlasten, die ein System herausfordern.
- Wir simulieren zeitabhängige (transiente) Temperaturverläufe – von Schweißvorgängen über den Hochlauf von Elektromotoren bis hin zu thermischen Schocks (schnelles Aufheizen und Abkühlen). So ermitteln wir, wie viel thermische Trägheit Ihr System besitzt und wann ein kritischer Zustand erreicht wird.
