一、軟件的具體功能、性能指標:
用于電子產(chǎn)品系統(tǒng)進行散熱仿真分析,采用計算機流體動力學技術(CFD);對系統(tǒng)在層流、湍流或過渡態(tài)狀態(tài)下的導熱、對流及輻射情況進行求解,獲得系統(tǒng)流動傳熱的參數(shù)分布。在產(chǎn)品設計的最初期,工程師就可以利用它創(chuàng)建虛擬模型,對多種系統(tǒng)設計方案進行評估,識別潛在的散熱風險,規(guī)避樣機試制風險,減少重復設計,縮短開發(fā)周期,降低成本。
FloTHERM 主要應用范圍:
ü 元器件級:芯片封裝的散熱分析;
ü 板級和模塊級:PCB 板的熱設計和散熱模塊的設計優(yōu)化;
ü 系統(tǒng)級:機箱、機柜等系級散熱方案的選擇及優(yōu)化、散熱器件的選型;
ü 環(huán)境級:機房、外太空等大環(huán)境的熱分析;

FloTHERM 主要分析和計算模式:
? 傳熱分析:全面分析電子系統(tǒng)的熱傳導、對流及熱輻射,分析電子設備內(nèi)外的溫度場和流場等;
? 流場分析:具備自然冷卻、強迫冷卻及混合冷卻的分析功能;
? 瞬態(tài)分析:具備變化功耗和變化環(huán)境的瞬態(tài)分析功能能,不但可以進行開機、關機、故障的瞬態(tài)分析,同時也能進行變化功耗及環(huán)境變化情況下的瞬態(tài)分析;
? 輻射計算:是目前唯一可以全部采用高精度 Monte-Carlo 方法進行輻射計算的電子散熱仿真軟件,非常適合密閉設備及外太空電子設備的計算;
? 太陽輻射:可以自動確定太陽的入射角和輻射強度,自動計算太陽輻射的遮擋、吸收、反射、透射、折射, 同時可以分別考慮太陽輻射的吸收率a 與紅外發(fā)射率e的不同;
? 液冷分析:可以分析含多種冷卻介質(zhì)的散熱系統(tǒng),如對液冷、風冷同時存在的電子設備或冷板等的熱分析;
? 網(wǎng)格技術:FloTHERM軟件采用先進的非連續(xù)嵌入式網(wǎng)格技術和 Cut Cell 網(wǎng)格切割技術。FloTHERM軟件配有專門針對電子散熱行業(yè)的自動網(wǎng)格劃分技術,可以確保工程師在網(wǎng)格設置上投入的時間遠遠低于其它軟件。FloTHERM 軟件的網(wǎng)格不但在質(zhì)量上更容易得到保證,而且解算時占用的內(nèi)存和 CPU 資源都比其它軟件少四分之三以上。
熱仿真軟件FloTHERM性能指標參數(shù)如下:
1、支持EDA 數(shù)據(jù)導入,如:Xpedition、Pads、Allegro、AD等軟件輸出的數(shù)據(jù);
2、支持CAD結(jié)構(gòu)文件(NX/CREO/SolidWorks等)導入及結(jié)構(gòu)模型優(yōu)化處理;
3、提供與熱阻測試平臺的數(shù)據(jù)自動校準接口,支持熱仿真模型的校準優(yōu)化;
4、支持創(chuàng)建模型數(shù)據(jù)并提供仿真模型庫:SamrtPart庫;
5、支持網(wǎng)格處理和參數(shù)優(yōu)化與目標仿真,支持CC(Command Center命令中心);
6、支持多核平行運算和GUI仿真結(jié)果處理;
7、支持遠程計算機求解和軟件二次開發(fā)拓展
8、支持瞬態(tài)仿真
二、軟件模塊介紹:
① FloTHERM 核心熱分析模塊(主模塊:Simcenter Flotherm Parallel Ap SW):利用它可以完成模型建立、網(wǎng)格生成、求解計算等基本功能;支持多 CPU或多核CPU的FloTHERM軟件求解器升級,在多CPU或多核CPU的電腦上可以顯著提高 FloTHERM 軟件計算速度,減少計算時間,提高熱分析效率;
主模塊包含如下子模塊:
1) Command Center:優(yōu)化設計模塊:進行目標驅(qū)動的自動優(yōu)化設計,可以進行溫度場、流場、重量及結(jié)構(gòu)尺寸等方面的自動優(yōu)化設計:包含 DoE(實驗設計法)、SO (自動循序優(yōu)化法)、RSO(響應面法優(yōu)化法)等先進優(yōu)化方法;

2) FloEDA電子電路設計軟件(EDA)高級接口:不但支持以IDF, ODB++數(shù)據(jù)格式導入EDA軟件PCB板模型,還有直接接口讀入 Allegro(Candence)、BoardStation 和 Expedition(Mentor)及 CR5000(Zuken)等 EDA 軟件PCB 模型的布線、器件尺寸和位置、過孔等詳細信息,并可過濾選擇各種器件的導入;

通過 FloEDA 接口模塊進行 PCB 模型導入
3) SmartParts參數(shù)化的建模功能:FloTHERM 軟件提供了專門應用于電子設備熱分析的參數(shù)化模型創(chuàng)建宏(SmartParts)技術,提供了電子設備的參數(shù)化三維建模,能夠迅速、準確地為大量電子設備建模:
a. 基本幾何形體的建模:
b. 提供了立方體、棱柱、圓柱、圓球、斜板等基本形體的模型建立;
c. 典型電子器件的建模:提供了機箱、風扇、散熱器、濾網(wǎng)、熱交換器、熱管、冷板、TEC(半導體制冷器件)等電子設備內(nèi)的常有器 件的參數(shù)化模型建立:
d. 簡化模型的建立:可以進行模型的簡化,軟件提供了薄板導熱模型和熱阻-熱容網(wǎng)絡模型,同時也提供了熱源阻尼模型的建立,將器件的熱源特性和阻尼特性進行輸入仿真:
e. 高級 Zoom-in 功能:可將上級模型計算結(jié)果作為下級模型計算的邊界條件,使得模型計算結(jié)果層層傳遞,從系統(tǒng)級到子系統(tǒng)級,簡化計算過程,減輕工作量,從而大大縮減模型分析時間。
4) 專業(yè)穩(wěn)定的求解器Solver
a. 求解器:采用專門針對電子散熱的有限體積法求解器,與傳統(tǒng)的CFD求解器不同,FloTHERM 求解器不但應用了數(shù)值方法的解算,同時結(jié)合了大量專門針對電子散熱而開發(fā)的實驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗公式。這些實驗數(shù)據(jù) 和經(jīng)驗公式多數(shù)為 FloTHERM 獨家擁有,是公司專注于電子設備熱設計行業(yè)二十多年最為寶貴的財富之一;
b. 收斂準則:FloTHERM 為 CFD 軟件在電子熱仿真領域的應用定義了嚴格的收斂準則,一個良好的收斂準則必須符合:保證收斂可靠,即如果軟件認為收斂,就應該得到一個真實可靠的解,而不需要純粹依靠人的經(jīng)驗去判斷結(jié)果的可靠性,FloTHERM 軟件完美地實現(xiàn)了以上要求。
5) Visual Editor 先進的仿真結(jié)果動態(tài)可視化后處理模塊:用于仿真結(jié)果的可視化輸出,可以觀察FloTHERM軟件的模型、尺寸和參數(shù)以及各種分析結(jié)果(包括溫度場、流場、壓力場的截面云圖、等溫/等壓面、動態(tài)氣體/液體粒子流等),對比各種設計方案結(jié)果、自動生成分析報告;
② Simcenter MCAD Bridge Ap SW機械設計 CAD(MCAD)軟件接口模塊:用于機械 CAD 軟件的模型導入和導出,不但完全支持 Pro/ENGINEER,Solidworks,Catia, NX等機械 CAD 軟件幾何模型的直接調(diào)用并自動簡化,還可以通過 IGES、SAT、STEP、STL 格式讀入如 Siemens-NX、I-DEAS 和 Inventor 等 MCAD 軟件建立的三維幾何實體模型,并進行參數(shù)優(yōu)化,可以大大減少對復雜幾何模型的建模時間。
通過 MCAD Bridge接口模塊進行結(jié)構(gòu)模
FloTHERM-T3STER Auto Calibration Op SW 詳細模型校準模塊:通過導入T3Ster生成的帶有器件封裝的結(jié)構(gòu)函數(shù)測試結(jié)果并自動進行熱模型校準,通過對某些不確定參數(shù)進行合理設計并計算,得到FloTHERM熱模型和T3Ster模型匹配的結(jié)果,最終達到精確建模和驗證的目的。
資料來源:貝思科爾
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