Flotherm與電子產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)（二）

熱設(shè)計(jì)網(wǎng) 2019-11-14

范例：

如下為一個(gè)如何使用Flotherm的簡(jiǎn)單示例。

模型

使用Flotherm來探究如圖所示的機(jī)柜內(nèi)空氣的流體流動(dòng)與傳熱過程。

機(jī)柜由兩個(gè)插滿PCB的插箱組成，PCB下方裝有板卡支撐導(dǎo)軌。設(shè)備底部設(shè)置一個(gè)進(jìn)風(fēng)口，頂部裝配兩個(gè)風(fēng)扇盤。

查看計(jì)算結(jié)果

求解完成后，流場(chǎng)分布圖可以以如下形式查看：

圖1-6中，氣流顯然被板卡中間的支撐導(dǎo)軌阻滯，導(dǎo)致在上方的PCB中部出現(xiàn)了一個(gè)局部熱點(diǎn)。

設(shè)計(jì)改進(jìn)示例

通過加大進(jìn)風(fēng)口,重新計(jì)算,可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)溫度分布顯著改善.

不利的設(shè)計(jì)變動(dòng)示例

Flotherm也可以探究那些不利于散熱的設(shè)計(jì).比如,在進(jìn)風(fēng)口上方增設(shè)一塊遮擋板來阻止從上方流出的空氣在插箱前面再回流入設(shè)備,這一設(shè)計(jì)變動(dòng)會(huì)改變整個(gè)流場(chǎng),導(dǎo)致下方的插箱形成一個(gè)低流速區(qū).

這樣,通過重復(fù)調(diào)整邊界條件及相應(yīng)的多次求解,可以使用Flotherm來獲取產(chǎn)品的散熱最優(yōu)化設(shè)計(jì).

Flotherm窗口

Flotherm是一個(gè)多窗口的操作環(huán)境.

項(xiàng)目管理窗口包含了模型的所有信息,以及建模過程中用到的所有工具,是整個(gè)軟件的核心.Flotherm中,所創(chuàng)建的幾何模型以兩種形式呈現(xiàn):項(xiàng)目管理窗口中的層樹;繪圖窗口中的3-D圖形
求解過程在Profiles窗口中呈現(xiàn).這個(gè)窗口會(huì)顯示當(dāng)前的計(jì)算進(jìn)度與最終可接受的殘差要求還有多遠(yuǎn).
Visual Editor窗口可以對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理.Graphics模式中,可以查看一個(gè)面上的計(jì)算結(jié)果(變量的分布云圖或者矢量圖),也可以檢視流體粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡.后一種格式又可以稱為數(shù)值煙(筆者注:原文為numericalsmoke,筆者理解為數(shù)值化的流體粒子).在Tables模式中,可以查看各種設(shè)定和具體計(jì)算結(jié)果.
CAD文件可以通過FloMCADBridge窗口進(jìn)行導(dǎo)入.這個(gè)應(yīng)用可以讀取CAD數(shù)據(jù),移除其中不必要的細(xì)節(jié),將其打散成為FloTHERM可識(shí)別的對(duì)象并將其轉(zhuǎn)換到模型中去.當(dāng)然,需要對(duì)這一導(dǎo)入的幾何體設(shè)定一些具體的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)模型的更全面的描述.這個(gè)方法可以用來創(chuàng)建整個(gè)模型,也可以用來創(chuàng)建模型的某個(gè)部分.
FloEDA Bridge窗口可以用來構(gòu)建詳細(xì)的PCB板模型.PCB板可以新建,也可以從既有的幾何體中下載,或者從EDA界面工具中導(dǎo)入.
Command Center(CC)窗口可以用來優(yōu)化設(shè)計(jì)整個(gè)模型.在這個(gè)窗口中,可以便捷地設(shè)定變化條件,軟件自動(dòng)生成一系列算例,開始計(jì)算后可以方便地探究多個(gè)變量邊或過程中對(duì)產(chǎn)品的影響.它使用了”定性方法中心”(注:原文CQMBV,此處為個(gè)人理解,對(duì)Flotherm的使用沒有影響)開發(fā)的最優(yōu)化算法軟件.

另外，你還可以連接到Flotherm Pack網(wǎng)頁工具上來建立芯片封裝模型。

模擬過程概覽

Flotherm的模擬過程可以分解為如下6個(gè)主要步驟：

定義要求
定義數(shù)學(xué)方程
創(chuàng)建和導(dǎo)入幾何模型
劃分求解網(wǎng)格
求解
處理計(jì)算結(jié)果

基本模型構(gòu)建完成之后，還可以在Command Center中使用優(yōu)化技術(shù)來創(chuàng)建不同的設(shè)計(jì)方案。

相關(guān)的主題

最優(yōu)化設(shè)計(jì) Command Center用戶指南

（未完待續(xù)，會(huì)持續(xù)更新）

參考文獻(xiàn)：

《 Flotherm 幫助文檔》

感謝閱讀

中國(guó)熱設(shè)計(jì)網(wǎng)是國(guó)內(nèi)最具活力的熱設(shè)計(jì)技術(shù)信息交流平臺(tái)（QQ群319322744，網(wǎng)址www.0532yewu.com），如有合作需求，請(qǐng)掃碼聯(lián)系熱設(shè)計(jì)網(wǎng)小謝，謝謝