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如何合理的使用仿真软件

coolingme

仿真和实测,该相信谁?

当我第一次接触flotherm的时候,那时候还是4.2版,我觉得这是一个很牛逼的高科技工具。我强烈地想学会它,我觉得,一旦学会了使用它,任何散热问题都会迎刃而解,画个图,丢进去让计算机一算就有结果了嘛。

后来,听到我的上司开玩笑似的讲过一句话,大意就是【仿真是别人相信,自己不相信;实验测试是自己相信,别人不相信。】我觉得有点奇怪,怎么会有这种讲法。

再后来,用的软件多了,实验做多了,才慢慢体会到这句话其实是有那么点道理的。

外行的人看到仿真结果,那么漂亮的效果图,温度,速度,压力全显示在那里,红绿相间,铁证如山,然后很容易以崇拜的眼光看你,觉得你的结果就是那个物理问题的真相。

而对于实验,外行人会怀疑,你测试的准确吗?即使你为了保持热电偶的一致性,把60根TC的探头全部手工焊接了一遍,以1%的误差连接在60个元件的相同位置,他们还是半信半疑:【实验总是有误差的嘛~】。

其实对于仿真和实测来讲,内行的应该相信后者,毕竟,后者的出错概率要小得多。

而就仿真来说,同样的问题,同样的模型,几个参数的变化会导致完全不同的结果,而这几个参数的设置是靠大量经验得来的。完全不是【把模型丢进去让计算机计算出结果就行了】这么一回事。

即使我用了这么久的仿真软件,每次计算结果出来,还是保持十二分的警惕:这真的对吗?压力分布合理吗?有一坨温度异常的部位是什么情况?气流怎么没有在预想的通道里面跑?

如何解决问题?

一般来讲,碰到一个问题,应该是先用笔和脑子进行估算,各种公式,各种经验数值都用上,然后,针对把握不准的部分进行建模仿真计算,这样既可以节约时间,也能得到相对准确的结果。

千万不要养成一上来就建模,丢给电脑的做法。你想过没有,如果没有了电脑怎么办?

估算做多了,才知道问题的本质,才能摸清楚【传热】这个物理界最变幻莫测,诡异多端的现象。

让人头疼的是,各种经验公式都有严格的使用条件,包括常用的努赛尔数,雷诺数,热对流系数,边界层计算等等。例如平板和圆柱的计算方法是不同的,热源朝下和热源朝上的经验参数是不同的。不要有弄几个经验公式就打发所有散热问题的想法,这不科学。

当然,具体到某类产品,可以有相对简单的经验公式来适配,比如对于做主动散热器的厂家,对流系数在一个狭小范围,完全可以手工快速计算散热器的热阻。

组合加正反馈

仿真计算只有与实验相符合,才有意义。通过分析不同类型的问题,建立仿真的模型,与实测对比,检查自己的建模方法,研究各种参数的物理含义,这是正反馈循环,做的越多,对于不同类型的建模方法就越熟悉,以后可以用最少的计算时间算出结果。

而有的问题只能先通过实验进行测试验证,再把某一部分不能实测的建模进行计算。这是组合设计验证的方法。

其实任何领域都是相通的,软件永远是工具,它顶多是提高了人类分析问题的效率,主要生产力角色还是人本身。

所以不要迷信软件,拨开云雾把握本质才不至于在前进的道路上越走越偏。

 

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