In een hyperverbonden wereld waar 5G, elektrische voertuigen en IoT-objecten (Internet of Things) de norm worden, is het beheer van elektromagnetische velden geen optie meer. Voor ingenieurs is de uitdaging tweeledig: de signaalprestaties garanderen en tegelijkertijd de elektromagnetische compatibiliteit (EMC) waarborgen.
Het gebruik van simulatiesoftware op het 3DEXPERIENCE-platform van Dassault Systèmes, met name CST Studio Suite en Opera, transformeert de ontwerpfase door dure fysieke prototypes te vervangen door zeer nauwkeurige digitale tweelingen.
1. CST Studio Suite: Uitblinken in hoge frequentie en connectiviteit
De CST Studio Suite-software, geïntegreerd in het SIMULIA-ecosysteem, is de referentie voor de analyse van hoogfrequente (HF) elektromagnetische verschijnselen. In tegenstelling tot traditionele testmethoden maakt simulatie het mogelijk het onzichtbare te visualiseren: de golfvoortplanting.
Optimalisatie van antennes en 5G-integratie
Een van de grootste uitdagingen van dit moment is de integratie van krachtige antennes in steeds compactere behuizingen die vaak zijn samengesteld uit interfererende materialen (aluminium, koolstof).
- Plaatsingsanalyse: CST maakt het mogelijk het stralingsdiagram van een antenne te simuleren zodra deze in zijn uiteindelijke omgeving is geïnstalleerd (bijv. een smartphone of een vliegtuigvleugel).
- MIMO-prestaties: Voor 5G helpt de software bij het ontwerpen van antennenetwerken die in staat zijn om precieze bundels te vormen (beamforming).
Signaalintegriteit (SI) en vermogensintegriteit (PI)
Op een printplaat (PCB) liggen de sporen zo dicht bij elkaar dat overspraak (crosstalk) gegevens kan beschadigen. Op basis van de technische middelen van Ohmycad blijkt dat voorspellende simulatie de ontwerpherhalingen van PCB’s met bijna 30% vermindert. CST Studio Suite analyseert het gedrag van de stroom om spanningsdalingen en onnodige energieverliezen te voorkomen.
2. SIMULIA Opera: Beheersing van lage frequentie en magnetostatica
Waar CST uitblinkt in snelle golven, is SIMULIA Opera de onbetwiste meester van lage frequentie, essentieel voor het ontwerp van elektromotoren, transformatoren en medische beeldvormingsapparatuur (MRI).
Ontwerp van zeer efficiënte elektromotoren
In het kader van elektrische mobiliteit is de optimalisatie van permanente magneten cruciaal. Opera maakt het mogelijk om:
- Koppel en wervelstromen te simuleren: Om het vermogen te maximaliseren en tegelijkertijd de opwarming te minimaliseren.
- Demagnetisatie te analyseren: Ervoor zorgen dat magneten hun efficiëntie niet verliezen onder invloed van warmte of tegengestelde velden.
Magnetische afscherming en veiligheid
Krachtige magneten kunnen omringende sensoren verstoren. Opera wordt gebruikt om effectieve afschermingen te ontwerpen, zodat een tractiemotor niet interfereert met ABS-remsystemen of boordcomputers. Dit is een cruciaal aspect voor de homologatie van autonome voertuigen.
3. Het collaboratieve voordeel van het 3DEXPERIENCE-platform
De integratie van deze tools op het 3DEXPERIENCE-platform verandert het spel voor projectbeheer. We spreken niet langer over geïsoleerde software, maar over een totale digitale continuïteit.
Multifysica: Golven, warmte en structuur
Een apparaat dat golven uitzendt, wordt vaak warm. Op 3DEXPERIENCE kunt u een elektromagnetische simulatie (CST) koppelen aan een thermische simulatie (Simulia Abaqus). Als uw antenne de behuizing te veel verwarmt, weet u dit al voordat u het eerste prototype heeft gemaakt.
Cloud en digitale continuïteit
Dankzij de cloud zijn CAD-gegevens van SOLIDWORKS of CATIA direct bruikbaar voor simulatie. Zoals benadrukt op Ohmycad, maakt deze centralisatie een perfecte traceerbaarheid van wijzigingen mogelijk en vergemakkelijkt het de samenwerking tussen de RF- (Radiofrequentie) en mechanische afdelingen.
Waarom kiezen voor simulatie in plaats van fysieke tests?
De kosten van een anechoïsche kamer (voor het testen van golven) zijn voor veel MKB-bedrijven onbetaalbaar. Simulatie biedt:
1. Kostenreductie: Minder vernietigde fysieke prototypes.
2. Snellere time-to-market: EMC-fouten identificeren in de ontwerpfase.
3. Innovatie: Gedurfde configuraties testen die handmatig onmogelijk te produceren zouden zijn.
Conclusie en conversie
Het beheersen van golven en magneten is de pijler van moderne technologische innovatie. Of u nu werkt aan de volgende generatie verbonden objecten of aan elektrische aandrijving, de simulatieoplossingen van 3DEXPERIENCE bieden u de nodige precisie om te slagen.
Heeft u deskundige begeleiding nodig voor uw simulatieprojecten?
Onze experts bij Ohmycad helpen u bij het kiezen en implementeren van de beste Dassault Systèmes-oplossingen om uw R&D te stimuleren.
