Flotherm 帮助文档中文版

  
大家好，Flotherm的帮助文档在下看了很多遍，感觉文档理论结合实际，辅以热设计专业思维，实是热设计参考资料中上乘之作。现在利用业余时间逐章翻译出来供大家参考讨论，文中穿插我个人对热设计的理解及数值传热学的相关介绍。分享同时也是一个学习的过程。欢迎大家讨论！


第一章Flotherm的使用
Flotherm是一款计算流体动力学热学建模分析工具. 其设计目的是对系统级、子系统级和器件封装级电子设备或元器件进行空气的流动与传热模拟。在电子产品开发初期，可以通过数值仿真的方法来探究各种设计变动对产品造成的散热影响。而仿真并不需要真正制作产品样机或对机器进行实测。因此，使用Flotherm可以缩短产品设计周期，获得更好、可靠性更高的产品，以及实现“通过设计进行校正”——笔者理解为：可以通过探究各变动对散热的影响，有目的性地调整产品结构，以满足设备散热需求。


功能概览
Flotherm采用计算流体动力学（CFD）方法来分析空气流动与传热。Flotherm尤其适用于研究电子设备中的各种热物理现象。
空气流动的成因有自然对流（热空气上升）和机械力推动（如：风扇）两种可能。热量的传递有三种基本形式：
          热传导——固体或静止流体中热量传递
          热对流——壁面与流体之间的热量交换
          热辐射——热量从一个面到另外面的传播

根据质能守恒定律，空气的流动与传热过程可以使用偏微分方程（N-S方程）来描述。
在FloTHERM中，偏微分方程被转换成有限容积的形式来近似表达。这就需要设定一个包含参与计算的温度、压力、速度这几个变量的体积元。因此，这个空间（称为求解域）会被划分为一定数量的小体积元，或成为网格单元。
模型划分的网格数越多，离散元对连续空间的近似度就越高，参与计算的点也越多，计算的精度显然也就越高。但这样对计算机的要求也更高，同样的配置下，计算效率会下降。
Flotherm所用的控制方程是非线性耦合的。所谓耦合，是指某个网格中的变量与其周围网格中的该变量和其他变量都有关联。因此方程以迭代形式进行求解，直至这些方程的误差降至一个可接受的水平为止。
对于Flotherm所用的CFD相关知识，可以参阅Flotherm Background Theory Reference Guide——笔者：介绍CFD计算原理的资料有很多，但需要对流体流动与传热有较为丰富的
基础知识才便于理解。建议在了解计算流体动力学之前，先深入了解流体力学和传热学两门课程。
使用Flotherm的过程大致如下：定义需求，设定模型参数，构建几何体，添加求解网格，求解控制方程，最后查看计算结果。

第四章Part1
第四章的部分内容。
提示大家的一点，从第三章开始，后面的文档，我并没有完全参考Flotherm的帮助文档去做。原因如下：
这一个系列文稿，本来的目的是让大家能够更快地做出好的热设计方案，而不是去学会怎么用Flotherm。所以，文档结合我个人的体会和与圈内朋友的讨论心得，加入了大量热设计及数值计算仿真通俗化解释，力图帮助大家塑造出一个基本的热设计思维出来。

第四章的内容，对于学习使用Flotherm有非常关键的意义，这一章的Part1部分，我重点将原文中各组件的层级关系，拓展为各个组件物理意义及在工程设计中运用技巧的说明，期望对大家平时的设计工作能有所助益。

Thanks！

这次第二章的转译中（感觉后续的转译，也尝试采用这种思路），除了原用户指南的原文，还尝试结合实际做过的产品，加入了一些我个人对热设计的认知。部分理论点比较难以讲清楚的，还选择性地简释一些数值传热学的知识。我个人的理解描述未必精准，都用PS标识出来了。大家可以选择性参考。

谢谢Leonchen 兄的分享。真是造福热设计行业的好事。  

本贴子加为精华，作为鼓励。希望能分享更多的好文章和经验给大家。

顶leon兄，这个真给力～

楼主的讲解很独到，对新手来说很重要。能不能把楼主做的一些案例分享一下，看实际操作中怎么建模，怎么调整网格。
感觉调整网格这个比较难，不是很理解教程里面的。

非常感谢无私的付出

无私奉献，楼主大赞！

很给力啊！

专业啊

这是大作啊，顶啊

坐等完结版