FloTHERM热仿真软件

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概述

FloTHERM以CFD(Computational Fluid Dynamic,计算流体动力学)原理为基础,对系统在层流、湍流或过渡态状态下的导热、对流及辐射情况进行求解,获得系统流动传热的全景。在产品开始设计的最初期,工程师就可利用它创建虚拟模型,对多种系统设计方案进行评估,识别潜在散热风险,规避样机试制风险,减少重复设计,缩短开发周期,降低成本。

FloTHERM自1989年推出以来,在电子行业得到迅速推广使用,获得客户高度认可,一直是电子散热领域市场份额最高的CFD分析软件。全球电子行业前20家公司,19家使用FloTHERM做热分析;全球电子行业100强公司,80家使用FloTHERM!一直引领整个电子冷却行业的技术发展。

 

FloTHERM 主要应用范围

  • 元器件级:芯片封装的散热分析;

  • 板级和模块级:PCB 板的热设计和散热模块的设计优化;

  • 系统级:机箱、机柜等系级散热方案的选择及优化、散热器件的选型;

  • 环境级:机房、外太空等大环境的热分析;

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    元器件级                板级和模块级

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系统级                环境级

全面的电子散热仿真能力

  • 传热分析:全面分析电子系统的热传导、对流及热辐射,分析电子设备内外的温度场和流场等;

  • 流场分析:具备自然冷却、强迫冷却及混合冷却的分析功能;

      

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自然对流                     强迫对流

  • 瞬态分析:具备变化功耗和变化环境的瞬态分析功能,不但可以进行开机、关机、故障的瞬态分析,同时也能进行变化功耗及环境变化情况下的瞬态分析;

  • 辐射计算:是目前唯一可以全部采用高精度 Monte-Carlo 方法进行辐射计算的电子散热仿真软件,非常适合密闭设备及外太空电子设备的计算; 

  • 太阳辐射:可以自动确定太阳的入射角和辐射强度,自动计算太阳辐射的遮挡、吸收、反射、透射、折射, 同时可以分别考虑太阳辐射的吸收率a 与红外发射率e的不同;

  • 液冷分析:可以分析含多种冷却介质的散热系统,如对液冷、风冷同时存在的电子设备或冷板等的热分析;

 

FloTHERM核心功能:

 

FloTHERM 核心热分析模块:利用它可以完成模型建立、网格生成、求解计算等基本功能;支持多 CPU或多核CPU的FloTHERM软件求解器升级,在多CPU或多核CPU的电脑上可以显著提高 FloTHERM 软件计算速度,减少计算时间,提高热分析效率;

 

Visual Editor 先进的仿真结果动态可视化后处理模块:用于仿真结果的可视化输出,可以观察FloTHERM软件的模型、尺寸和参数以及各种分析结果(包括温度场、流场、压力场的截面云图、等温/等压面、动态气体/液体粒子流等),对比各种设计方案结果、自动生成分析报告;

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Command Center:优化设计模块:进行目标驱动的自动优化设计,可以进行温度场、流场、重量及结构尺寸等方面的自动优化设计:包含 DoE(实验设计法)、SO (自动循序优化法)、RSO(响应面法优化法)等先进优化方法;

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FloEDA电子电路设计软件(EDA)高级接口:不但支持以IDF, ODB++数据格式导入EDA软件PCB板模型,还有直接接口读入 Allegro(Candence)、BoardStation 和 Expedition(Mentor)及 CR5000(Zuken)等 EDA 软件PCB 模型的布线、器件尺寸和位置、过孔等详细信息,并可过滤选择各种器件的导入;

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通过 FloEDA 接口模块进行 PCB 模型导入

FloMCAD Bridge机械设计 CAD(MCAD)软件接口模块:用于机械 CAD 软件的模型导入和导出,不但完全支持 Pro/ENGINEER,Solidworks,Catia, NX等机械 CAD 软件几何模型的直接调用并自动简化,还可以通过 IGES、SAT、STEP、STL 格式读入如 Siemens-NX、I-DEAS 和 Inventor 等 MCAD 软件建立的三维几何实体模型,并进行参数优化,可以大大减少对复杂几何模型的建模时间;

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通过 FloMCAD Bridge接口模块进行结构模型导入

FloTHERM.PACK:基于互联网的标准 IC 封装热分析模型库,全球唯一符合JEDEC标准的基于互联网实时更新下载的 IC 封装热分析模型库,用于芯片热封装模型的建立;

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SmartParts参数化的建模功能:FloTHERM 软件提供了专门应用于电子设备热分析的参数化模型创建宏(SmartParts)技术,提供了电子设备的参数化三维建模,能够迅速、准确地为大量电子设备建模:

1)基本几何形体的建模:提供了立方体、棱柱、圆柱、圆球、斜板等基本形体的模型建立;

2)典型电子器件的建模:提供了机箱、风扇、散热器、滤网、热交换器、热管、冷板、TEC(半导体制冷器件)等电子设备内的常有器 件的参数化模型建立:

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内置模型数据的厂家 

3)简化模型的建立:可以进行模型的简化,软件提供了薄板导热模型和热阻-热容网络模型,同时也提供了热源阻尼模型的建立,将器件的热源特性和阻尼特性进行输入仿真:

4)高级 Zoom-in 功能:可将上级模型计算结果作为下级模型计算的边界条件,使得模型计算结果层层传递,从系统级到子系统级,简化计算过程,减轻工作量,从而大大缩减模型分析时间。

 

FloVIZ—独立的仿真结果动态后处理软件:完全免费提供,可以自由无限安装(无需 licence)可以实现 Visual Editor 的所有功能。

 

专业稳定的求解器

1)求解器:采用专门针对电子散热的有限体积法求解器,与传统的CFD求解器不同,FloTHERM 求解器不但应用了数值方法的解算,同时结合了大量专门针对电子散热而开发的实验数据和经验公式。这些实验数据 和经验公式多数为 FloTHERM 独家拥有,是公司专注于电子设备热设计行业二十多年最为宝贵的财富之一;

2)收敛准则:FloTHERM 为 CFD 软件在电子热仿真领域的应用定义了严格的收敛准则,一个良好的收敛准则必须符合:保证收敛可靠,即如果软件认为收敛,就应该得到一个真实可靠的解,而不需要纯粹依靠人的经验去判断结果的可靠性,FloTHERM 软件完美地实现了以上要求。

 

网格技术:FloTHERM软件采用先进的非连续嵌入式网格技术和 Cut Cell 网格切割技术。FloTHERM软件配有专门针对电子散热行业的自动网格划分技术,可以确保工程师在网格设置上投入的时间远远低于其它软件。FloTHERM 软件的网格不但在质量上更容易得到保证,而且解算时占用的内存和 CPU 资源都比其它软件少四分之三以上。

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            多层嵌入的局部化加密网格技术                   

T3Ster Detailed Model Calibration 详细模型校准:通过导入T3Ster生成的带有器件封装的结构函数测试结果并自动进行热模型校准,通过对某些不确定参数进行合理设计并计算,得到FloTHERM热模型和T3Ster模型匹配的结果,最终达到精确建模和验证的目的。

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