Termikus szimuláció multigrid módszerrel

Az elektronikus eszközök viselkedését, karakterisztikáit befolyásolja a hőmérsékletük. A túlmelegedés hibához vezethet, túlmelegedés akár pontszerűen is kialakulhat, miközben az eszöz átlaghőmérséklete a megengedett tartományban marad. Vannak eszközök, melyek működésében a hőáramlás aktívan részt vesz, ilyenek a termikus-elektromos áramkörök, Peltier-elemek, stb. Sok esetben van tehát szükség az elektronikus eszközök termikus viszonyainak ismeretére, kiszámítására.

A multigrid módszer egy hatékony eljárás téregyenletek, pl. a termikus tér egyenleteinek megoldására, és az adott térre jellemző fizikai mennyiség térbeli eloszlásának kiszámítására. Ezzel a módszerrel pl. egy integrált áramkörben a tranzisztorok disszipációját valamint a környezetet ismerve meghatározható a lapka egyes pontjainak hőmérséklete.

A hallgató feladata, hogy (a témavezető segítségével) megismerkedjen a multigrid módszerrel, és készítsen egy multigrid alapú 2D termikus szimulátort, amelyben a peremfeltételek és disszipációk beállíthatók, és képes hőmérséklet-térképet számolni. Elsősorban C vagy C++ nyelvű program a cél, de megbeszélés alapján a hallgató akár más nyelvet is választhat.

Sikeres megvalósítás esetén a cél az algoritmusok egy meglévő elektrotermikus szimulátorba történő integrálása, mellyel termikus-elektromos áramkörök nagy hatékonyságú szimulációját kívánjuk elvégezni. Ha megtetszik a téma, akár PhD szintig továbbfejleszthető.

A feladat megoldásához tudni kell programozni.