一、軟件的具體功能、性能指標(biāo)：

用于電子產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行散熱仿真分析，采用計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)（CFD）；對(duì)系統(tǒng)在層流、湍流或過渡態(tài)狀態(tài)下的導(dǎo)熱、對(duì)流及輻射情況進(jìn)行求解，獲得系統(tǒng)流動(dòng)傳熱的參數(shù)分布。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最初期，工程師就可以利用它創(chuàng)建虛擬模型，對(duì)多種系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估，識(shí)別潛在的散熱風(fēng)險(xiǎn)，規(guī)避樣機(jī)試制風(fēng)險(xiǎn)，減少重復(fù)設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)周期，降低成本。

FloTHERM 主要應(yīng)用范圍：

 

ü  元器件級(jí)：芯片封裝的散熱分析；

ü  板級(jí)和模塊級(jí)：PCB 板的熱設(shè)計(jì)和散熱模塊的設(shè)計(jì)優(yōu)化；

ü  系統(tǒng)級(jí)：機(jī)箱、機(jī)柜等系級(jí)散熱方案的選擇及優(yōu)化、散熱器件的選型；

ü  環(huán)境級(jí)：機(jī)房、外太空等大環(huán)境的熱分析；

FloTHERM 主要分析和計(jì)算模式：

 

 

?  傳熱分析：全面分析電子系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)、對(duì)流及熱輻射，分析電子設(shè)備內(nèi)外的溫度場和流場等；

 

?  流場分析：具備自然冷卻、強(qiáng)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(jìn)行開機(jī)、關(guān)機(jī)、故障的瞬態(tài)分析，同時(shí)也能進(jìn)行變化功耗及環(huán)境變化情況下的瞬態(tài)分析；

 

?  輻射計(jì)算：是目前唯一可以全部采用高精度 Monte-Carlo 方法進(jìn)行輻射計(jì)算的電子散熱仿真軟件，非常適合密閉設(shè)備及外太空電子設(shè)備的計(jì)算；

?  太陽輻射：可以自動(dòng)確定太陽的入射角和輻射強(qiáng)度，自動(dòng)計(jì)算太陽輻射的遮擋、吸收、反射、透射、折射， 同時(shí)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(duì)液冷、風(fēng)冷同時(shí)存在的電子設(shè)備或冷板等的熱分析；

?  網(wǎng)格技術(shù)：FloTHERM軟件采用先進(jìn)的非連續(xù)嵌入式網(wǎng)格技術(shù)和 Cut Cell 網(wǎng)格切割技術(shù)。FloTHERM軟件配有專門針對(duì)電子散熱行業(yè)的自動(dòng)網(wǎng)格劃分技術(shù)，可以確保工程師在網(wǎng)格設(shè)置上投入的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)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(biāo)參數(shù)如下：

1、支持EDA 數(shù)據(jù)導(dǎo)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(dǎo)入及結(jié)構(gòu)模型優(yōu)化處理；

3、提供與熱阻測試平臺(tái)的數(shù)據(jù)自動(dòng)校準(zhǔn)接口，支持熱仿真模型的校準(zhǔn)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(biāo)仿真，支持CC（Command Center命令中心）；

6、支持多核平行運(yùn)算和GUI仿真結(jié)果處理；

7、支持遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)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(jì)算等基本功能；支持多 CPU或多核CPU的FloTHERM軟件求解器升級(jí)，在多CPU或多核CPU的電腦上可以顯著提高 FloTHERM 軟件計(jì)算速度，減少計(jì)算時(shí)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(shè)計(jì)模塊：進(jìn)行目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行溫度場、流場、重量及結(jié)構(gòu)尺寸等方面的自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)：包含 DoE(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法)、SO (自動(dòng)循序優(yōu)化法)、RSO(響應(yīng)面法優(yōu)化法)等先進(jìn)優(yōu)化方法；

          

2)        FloEDA電子電路設(shè)計(jì)軟件（EDA）高級(jí)接口：不但支持以IDF, ODB++數(shù)據(jù)格式導(dǎo)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(xì)信息，并可過濾選擇各種器件的導(dǎo)入；

通過 FloEDA 接口模塊進(jìn)行 PCB 模型導(dǎo)入

3)        SmartParts參數(shù)化的建模功能：FloTHERM 軟件提供了專門應(yīng)用于電子設(shè)備熱分析的參數(shù)化模型創(chuàng)建宏（SmartParts）技術(shù)，提供了電子設(shè)備的參數(shù)化三維建模，能夠迅速、準(zhǔn)確地為大量電子設(shè)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(jī)箱、風(fēng)扇、散熱器、濾網(wǎng)、熱交換器、熱管、冷板、TEC(半導(dǎo)體制冷器件)等電子設(shè)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(jìn)行模型的簡化，軟件提供了薄板導(dǎo)熱模型和熱阻-熱容網(wǎng)絡(luò)模型，同時(shí)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(jìn)行輸入仿真：

e.         高級(jí) Zoom-in 功能：可將上級(jí)模型計(jì)算結(jié)果作為下級(jí)模型計(jì)算的邊界條件，使得模型計(jì)算結(jié)果層層傳遞，從系統(tǒng)級(jí)到子系統(tǒng)級(jí)，簡化計(jì)算過程，減輕工作量，從而大大縮減模型分析時(shí)間。

 

4)        專業(yè)穩(wěn)定的求解器Solver

a.         求解器：采用專門針對(duì)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(yīng)用了數(shù)值方法的解算，同時(shí)結(jié)合了大量專門針對(duì)電子散熱而開發(fā)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 和經(jīng)驗(yàn)公式多數(shù)為 FloTHERM 獨(dú)家擁有，是公司專注于電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)行業(yè)二十多年最為寶貴的財(cái)富之一；

b.         收斂準(zhǔn)則：FloTHERM 為 CFD 軟件在電子熱仿真領(lǐng)域的應(yīng)用定義了嚴(yán)格的收斂準(zhǔn)則，一個(gè)良好的收斂準(zhǔn)則必須符合：保證收斂可靠，即如果軟件認(rèn)為收斂，就應(yīng)該得到一個(gè)真實(shí)可靠的解，而不需要純粹依靠人的經(jīng)驗(yàn)去判斷結(jié)果的可靠性，FloTHERM 軟件完美地實(shí)現(xiàn)了以上要求。

5)        Visual Editor 先進(jìn)的仿真結(jié)果動(dòng)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(dòng)態(tài)氣體/液體粒子流等），對(duì)比各種設(shè)計(jì)方案結(jié)果、自動(dòng)生成分析報(bào)告；

 

②　Simcenter MCAD Bridge Ap SW機(jī)械設(shè)計(jì) CAD（MCAD）軟件接口模塊：用于機(jī)械 CAD 軟件的模型導(dǎo)入和導(dǎo)出，不但完全支持 Pro/ENGINEER，Solidworks，Catia, NX等機(jī)械 CAD 軟件幾何模型的直接調(diào)用并自動(dòng)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(shí)體模型，并進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，可以大大減少對(duì)復(fù)雜幾何模型的建模時(shí)間。

   

通過 MCAD Bridge接口模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)模

 

FloTHERM-T3STER Auto Calibration Op SW 詳細(xì)模型校準(zhǔn)模塊：通過導(dǎo)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(dòng)進(jìn)行熱模型校準(zhǔn)，通過對(duì)某些不確定參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)并計(jì)算，得到FloTHERM熱模型和T3Ster模型匹配的結(jié)果，最終達(dá)到精確建模和驗(yàn)證的目的。

 資料來源：貝思科爾

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