Flotherm学习教程

Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.Flotherm学习产品开发部沈金南2012-05-03SieyuanElectricCopyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.1Flotherm是一套专门为电子散热领域所设计的商业CFD软体.CFD为ComputationalFluidDynamics的缩写,意思为计算流体力学.所谓‘计算’,是指利用电脑程式来解决的意思.亦有称为数值方法.以往在解决散热问题可以用三种方式:1.理论解析:利用数学方程式解决.但此种方式,仅适合非常简单的问题.在真实世界几乎无法用此种方式来解题.2.实验:直接量测.此方法为最准确.但是必须要有实际的产品才可做到.3.数值方法:系利用电脑程式来解决散热问题.可以在无实体的情况下,自由去做模拟.Flotherm介紹1SieyuanElectricFlotherm介紹2Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.2CFD软件在计算什么呢?所有CFD软件均是在计算压力,速度,温度,此三个变数.因为此三个变数是构成流体力学,热传学的基本物理量.由于速度是向量,所以在表达速度时,习惯以X,Y,Z三个方向的分量来做表示.亦即Vx,Vy,Vz.因此,CFD软件在求解五个变数,P:压力Vx:X方向的速度.Vy:Y方向的速度.Vz:Z方向的速度T:温度.SieyuanElectricFlotherm介紹3Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.3准确度一直是CFD软件最为人挑剔的地方.有几项因为影响到CFD软件的准确度:软件本身的程式:沒有人会看的到程式,也不知道程式写的对不对.使用者本身的能力:CFD牵涉到流体力学,传热学,材料性质等专业知识.使用者要能具备这些知识,才能有效运用CFD软件.总之,沒有一套CFD软件是十全十美的.就像一部车子,驾驶人必须要操纵过它,才能掌握车子的性能.同样,工程师要灵活运用Flotherm,也必须要花时间去‘操纵’它,才能体会Flotherm可以为你做什么.SieyuanElectricFlotherm的应用Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.4版级和模块级元器件级系统级环境级SieyuanElectricFlotherm的应用Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.5液冷分析：可以分析含多种冷却介质的散热系统，如对液冷、风冷同时存在的电子设备或冷板等的热分析；多项冷却介质冷却模型SieyuanElectricFlotherm的建模Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.6参数化的建模功能Flotherm软件提供了专门应用于电子设备热分析的SMART-PART技术，提供了电子设备的参数化三维建模：1)基本几何形体的建模：提供了立方体、棱柱、圆柱、圆球、斜板等基本形体的模型建立：Ascom公司的散热模组分析Rcal公司的雷达防御系统热分析SieyuanElectricFlotherm的建模Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.72)典型电子器件的建模：提供了机箱、风扇、散热器、滤网、热交换器、热管、冷板、TEC(半导体制冷器)等电子设备内的常有器件的参数化模型建立：TEC和机箱型离心风扇与轴流风SieyuanElectricFlotherm的建模Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.83)简化模型的建立：可以进行模型的简化，软件提供了薄板导热模型和热阻-热容网络模型，同时也提供热源和阻尼模型的建立，将器件的热源特性和阻尼特性进行输入仿真：薄板模型热阻-热容网络模型SieyuanElectricFlotherm的建模Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.94)高级Zoom-in功能：高级Zoom-in功能可将上级模型计算结果作为下级模型计算的边界条件，使得模型计算结果层层传递，从系统级到子系统级，简化计算过程，减轻工作量，从而大大缩减模型分析时间。SieyuanElectricCopyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.10运用Flotherm的几个原则要非常熟练模型的建立.把它当作是在画Pro/E,AutoCad.要能合理的简化模型.实际的Cooler都还太复杂,适当的简化可以增进模拟的效率.格点越少越好以简单而不失真的外型来取代原始的外型.每一个模型都要合乎热传与流场的观念:热传:热的传递路径与方式流场:空气的流动路径SieyuanElectric学习项目Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.11No学习项目1熟悉各种工作视窗2熟练快速键3熟练各种模型的建法4利用MCD将Pro/E的图型转入Flotherm5熟练Library的使用6熟练各种模型的“性质”定义7调整网格8执行计算9功率模块的建模10功率模块仿真结果分析11功率柜仿真SieyuanElectric学习项目1Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.12学习项目熟悉各种工作视窗SieyuanElectric熟悉各种工作视窗Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.13No工作视窗1ProjectManager2DrawingBoard3FloMotion4LaunchTables5ProfilesWindows6FLO/MCADSieyuanElectric熟悉各种工作视窗Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.14No工作视窗功能1ProjectManager类似文档总管.管理所有的物体2DrawingBoard类以Auctocad.具有绘图功能3FlowMotion可做动态显示.4LaunchTables性质表.显示各个物体的性质,及各种资料5ProfilesWindows执行状态曲线6FLOMCAD可将IGS文件转入至FlothermSieyuanElectricProjectManagerCopyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.15档案管理复制,移动,阵列视图管理工具选项模型网格划分运算SieyuanElectricDrawingBoardCopyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.16物件分层SieyuanElectricDrawingBoardCopyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.17翻转调整显示工具显示网格的资料对齐工具自动对齐工具视角视窗切换工具测量尺寸工具指标与手切换工具背景顏色切换工具SieyuanElectric学习项目2Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.18学习项目熟练快速键SieyuanElectric快捷键Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.19No快速键功能1F3目录管理:独立出来2F4目录管理:完全关闭3F5目录管理:回到上一层4F6目录管理:完全展开5F9切换指标/游击手6F7叫出/关闭绘图列7F12隐藏物体8R回覆至原来的画面No快速键功能S呈现实体状态W呈现骨架状态G显示网格线Tab切换各种视角画面SieyuanElectric学习项目3Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.20学习项目熟练各种模型的建法SieyuanElectricCopyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.21熟练各种模型的建法No工作视窗功能用途1Cuboid产生一个矩型体最常用2Resistance产生一个流阻机壳上的通风口3Source产生一个热源CPU的热源4PCB产生一个主机板5Enclosure产生一个中空的封闭体机壳6Fan产生一个风扇风扇7Region产生一个可供量测的区域SieyuanElectricCopyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.22熟练各种模型的建法No工作视窗功能用途1Prism产生一个三边体偶尔用2Assembly产生一个目录最常用3HeatSink产生一个Heatsink最常用4SlopingBlock产生一个斜板体5Cylinder产生一个圆柱体几乎不用6Monitor产生一个温度监测点一定要用SieyuanElectricCopyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.23绘图指令列翻转调整显示工具显示,隐藏网格对齐工具自动对齐工具视角视窗切换工具测量尺寸工具指标与手切换工具背景顏色切换工具SieyuanElectric一些技巧Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.24No指令功能1Move移动物件2Pattern阵列复制3Align对齐物件4Collapse(压缩)将3D物体压缩成一个平面.常用于处理锡膏,TIM上.注意:被Collapse的物体,其厚度仍是存在的.5DecomposeSmartPart将模型分解至基本图型.常用于Heatsink,EnclouserSieyuanElectric一些应用观念Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.25No1在Flotherm里,可以建立3D物体,也可以压缩之,使其成为2D平面.2后建的物体会‘’吃掉‘’先建的物体3Fan可以‘’吃掉‘’平面的Cuboid4Resistance可以‘’吃掉‘’平面的Cuboid56SieyuanElectric物件分层Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.26SieyuanElectric建立一个机壳Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.27No操作1建立一个Enclouser,当作机壳2设定相关尺寸:外部尺寸,机壳厚度(1.5mm)3利用DecomposeSmartPart,将之分解成独立的6面.4设定通风口:建立2D-Resistance5设定通风口的通风率.SieyuanElectric建立一个电源供应器PSUCopyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.28No操作1建立一个Enclouser,当作机壳2设定相关尺寸:外部尺寸,机壳厚度3利用DecomposeSmartPart,将之分解成独立的6面.4建立3D-Resistance,当作整体的流阻5建立3D-Source,当作整体的发热量6设定通风口:建立2D-Resistance7设定通风口的通风率.8建立风扇SieyuanElectric学习项目4Copyrigh