ANSYS Maxwell + HFSS. Моделирование удара молнии в автомобиль

Моделирование позволяет предсказать наиболее вероятные места для удара молнией

Побочный эффект тенденции внедрения умных устройств в автомобильной промышленности состоит в том, что когда автомобили поражаются молнией, существует повышенный риск повреждения автоматизированных систем, отвечающих за жизнь и здоровье человека. Молния следует по пути наименьшего сопротивления вокруг рамы автомобиля (эффект клетки Фарадея), в результате чего автомобильзащитит обитателя и пазажиров. Однако этого нельзя сказать об электрических компонентах внутри автомобиля. Учитывая, что эти электрические компоненты - батареи, датчики и интегральные схемы - управляют автономными и усовершенствованными системами помощи водителю (ADAS), повреждение от удара молнии может быть чрезвычайно опасным.

Так, например, Fiat Chrysler Automobiles (FCA) в Бразилии начал тестировать молниезащиту автомобиля. Это исследование будет трудно воспроизвести физически из-за затрат, связанных с оборудованием для моделирования молний. Поэтому FCA объединился с ESSS, входящего в программу ANSYS channel partner, чтобы смоделировать, как молния сможет повлиять на электронные системы Fiat Mobi:

Молния имеет тенденцию поражать область с высокой плотностью заряда, такие как острые грани или уголы объекта. В результате автомобильные антенны могут действовать как громоотвод во время шторма. Поскольку молния при ударе распространяется вокруг автомобиля, она может создавать электрическое поле, которое разрушает бортовые электронные компоненты. Это электрическое поле будет зависеть от проводимости и геометрии автомобиля. FCA и ESSS использовали электростатический решатель ANSYS Maxwell, чтобы оценить вероятные места удара автомобиля молнией. Ппервым шагом специалистов было создание электрического поля (создание области решения). Равномерно распределенный заряд был создан в области решения путем размещения граничного условия в 100 кулонов вверху и граничного условия с нулевым зярядом внизу. Затем FCA и ESSS добавили модель автоматизированного проектирования (CAD) Fiat Mobi и данные по электрической проводимости в область решения и провели новое моделирование. Это моделирование подтвердило, что сильные электрические заряды обнаруживались на острых концах, гранях и возвышениях. Следовательно, наиболее вероятным местом удара молнии было месторасположение антенны:

Следующим шагом было определение того, как удар молнии повлиял на электрические системы Fiat Mobi. Эта оценка была сделана путем проведения переходного электромагнитного моделирования в ANSYS HFSS. Чтобы узнать, как Fiat и ESSS выполнили эту симуляцию, прочитайте эту статью:

Ссылка на источник: The Path of Least Resistance