קירור אוויר דומם: גישה חדשה בצלעות קירור בזכות ®COMSOL Multiphysics

קירור אוויר דומם: גישה חדשה בצלעות קירור בזכות ®COMSOL Multiphysics

טאבלטים נכנסו בצורה חזקה מאוד לחיינו, ומשתמשים רבים ברחבי העולם מוצאים עניין בכל שלב בחיי היומיום בשימוש בטאבלטים דקים ונוחים לטובת בידור והנאה. טיפול בכמות נתונים רצינית, לעומת זאת, מצריכה שימוש בכוחו של מכשיר גדול יותר, וכאשר משתמשי טאבלט, שהיו רגילים לפעולת מכשיר שקטה, מדליקים notebook, או אפילו Ultrabook™ דק יותר, הדבר הראשון ששמים לב אליו הוא…רעש.

דרישה בסיסית של משתמשים המצפים לתוצאות אופטימאליות, הינה שהמכשירים שלהם לא יתחממו. במכשירים ניידים הדבר התבצע עד עתה ע”י מאוורר קטן, וכאשר מדובר על מכשירים דקים מאוד כמו טאבלטים, יחידת המאוורר הייתה נכנסת לתוך נישה במכשיר בגובה של 10 מילימטרים בלבד. בצורה כזו האפקטיביות של הקירור נפגמת כיוון שאין באמת מספיק מקום ללהבי המאוורר על מנת להסתובב ולקרר כמו שצריך. בניסיון לייצר טכנולוגיה של מאוורר שפועל מהר יותר, התוצאה בדרך כלל היא עוד יותר רעש.

חברת Tessera Technologies Inc. פועלת במשך חמש שנים במאמצים לפתח תחלופה דוממת למאווררים הרגילים. בראש צוות הפיתוח עומד נלס ג’ולס לרסן, אשר החל בתוכנית פיתוח עוד בהיותו סטודנט באוני’ וושינגטון. הורכב הצוות הטוב בעולם לטובת המשימה עם מומחים בתחומי מדע חומרים, תכנון מכני וחשמלי, צלעות קירור, וייצור בנפחים גבוהים. התוצאה היא השקתו של מוצר חדש המבוסס על טכנולוגיה פורצת דרך, בשם Tessera® Silent Air Cooling™.

קונספט זה הוא חדשני וזו הפעם הראשונה שנעשה בו שימוש. קירור אוויר דומם זה לא מאוורר, כיוון שאין לו להבים שמסתובבים ומזיזים אוויר. הוא משתמש בשדה חשמלי על מנת לייצר זרם אוויר. מתבצעת טעינה ודחיפה של מולקולות האוויר שמסביב, ובתהליך זה נוצר מומנטום שמייצר זרם אוויר מתמשך. הוא כולל את יישומו של זרם חשמלי בין שתי אלקטרודות, שמייצר שדה חשמלי גבוה מאוד ליד אחת מהן ונוצרים יונים של חנקן טעונים חיובית. כיוון שהשדה החשמלי לא משתנה עם הזמן, אין בכלל גלי לחץ, ולכן לא נוצר כלל צליל.

“סימולציה בתוכנת ®COMSOL Multiphysics הייתה בליבת פיתוח המוצר כיוון שהצוות היה צריך להתחשב באלקטרוסטטיקה, ייצור ותזוזה של מטען חשמלי, דינמיקות זרימה ומעבר חום. בחנו מספר אפשרויות, ורק ®COMSOL Multiphysics נמצאה כבעלת גמישות מובנית שהתאימה לנישה שלנו מאוד”. גוסטבו ג’וזף, מהנדס ראשי בחברה מרחיב: “כל חבילת תוכנה יכולה לדמות תנועת זורם או כוחות אלקטרוסטטיים בצורה עצמאית. מה שקשה מאוד לבצע עבורו סימולציה הוא ייצורם של יונים, המעבר שלהם בשדה חשמלי והכוח שנוצר במולקולות האוויר שהתוצאה שלהם הוא הזרם הקר הרצוי. ®COMSOL Multiphysics היא תוכנת רכיבי המדף הזמינה היחידה שמאפשרת לנו לבנות משוואות שלנו ולצמד אותם ליכולות התוכנה המובנות של דינמיקת זרימה ואלקטרוסטטיות.

החברה השתמשה ב- ®COMSOL Multiphysics כדי לתכנן את המנוע הראשי של הטכנולוגיה החדשה. היא ביצעה סימולציות של צורות וחומרים שונים, כדי להגיע לאופטימיזציה של הפרמטרים. התוצאה הסופית היא יחידה קומפקטית ואמינה שפועלת בפחות מ 15 דציבלים, שזה נמוך מסף השמיעה הממוצע.

 

הסיפור נלקח ממגזין 2013 ®COMSOL