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Flotherm与电子产品热设计(二)

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范例:

如下为一个如何使用Flotherm的简单示例。

模型


使用Flotherm来探究如图所示的机柜内空气的流体流动与传热过程。

机柜由两个插满PCB的插箱组成,PCB下方装有板卡支撑导轨。设备底部设置一个进风口,顶部装配两个风扇盘。

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查看计算结果


求解完成后,流场分布图可以以如下形式查看:

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1-6中,气流显然被板卡中间的支撑导轨阻滞,导致在上方的PCB中部出现了一个局部热点。


设计改进示例


通过加大进风口,重新计算,可以发现系统温度分布显著改善.


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不利的设计变动示例


Flotherm也可以探究那些不利于散热的设计.比如,在进风口上方增设一块遮挡板来阻止从上方流出的空气在插箱前面再回流入设备,这一设计变动会改变整个流场,导致下方的插箱形成一个低流速区.

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这样,通过重复调整边界条件及相应的多次求解,可以使用Flotherm来获取产品的散热最优化设计.


Flotherm窗口


Flotherm是一个多窗口的操作环境.

  • 项目管理窗口包含了模型的所有信息,以及建模过程中用到的所有工具,是整个软件的核心.Flotherm,所创建的几何模型以两种形式呈现:项目管理窗口中的层树;绘图窗口中的3-D图形

  • 求解过程在Profiles窗口中呈现.这个窗口会显示当前的计算进度与最终可接受的残差要求还有多远.

  • Visual Editor窗口可以对计算结果进行后处理.Graphics模式中,可以查看一个面上的计算结果(变量的分布云图或者矢量图),也可以检视流体粒子的运动轨迹.后一种格式又可以称为数值烟(笔者注:原文为numericalsmoke,笔者理解为数值化的流体粒子).Tables模式中,可以查看各种设定和具体计算结果.

  • CAD文件可以通过FloMCADBridge窗口进行导入.这个应用可以读取CAD数据,移除其中不必要的细节,将其打散成为FloTHERM可识别的对象并将其转换到模型中去.当然,需要对这一导入的几何体设定一些具体的参数来实现模型的更全面的描述.这个方法可以用来创建整个模型,也可以用来创建模型的某个部分.

  • FloEDA Bridge窗口可以用来构建详细的PCB板模型.PCB板可以新建,也可以从既有的几何体中下载,或者从EDA界面工具中导入.

  • Command Center(CC)窗口可以用来优化设计整个模型.在这个窗口中,可以便捷地设定变化条件,软件自动生成一系列算例,开始计算后可以方便地探究多个变量边或过程中对产品的影响.它使用了定性方法中心”(:原文CQMBV,此处为个人理解,Flotherm的使用没有影响)开发的最优化算法软件.


另外,你还可以连接到Flotherm Pack网页工具上来建立芯片封装模型。


模拟过程概览


Flotherm的模拟过程可以分解为如下6个主要步骤:

  1. 定义要求

  2. 定义数学方程

  3. 创建和导入几何模型

  4. 划分求解网格

  5. 求解

  6. 处理计算结果



基本模型构建完成之后,还可以在Command Center中使用优化技术来创建不同的设计方案。 

相关的主题
最优化设计  Command Center用户指南



未完待续,会持续更新

参考文献:

                《 Flotherm 帮助文档 


感谢阅读


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