Simcenter FloEFD 泛用型熱流分析軟體-兆水科技

Simcenter-FloEFD

【Simcenter FloEFD 教學-熱流博士全中文授課】幫客戶實機上課、計算流體力學(CFD)基本原理、CAD模型前處理、Mesh網格技巧、求解設定、監測點(Goals) 設定、求解控制

Simcenter FloEFD 是市面上唯一真正整合於世界知名之主要 3-D CAD 系統的 CFD 分析軟體工具，支援輸入Siemens NX、Pro/E/CREO、SolidWorks、CATIA V5、等原始3-D CAD檔案以及常見的CAD中繼檔，如Parasolid、IGES、STEP、ASIC、VDAFS、ST、 IDF、DXF、DWG等格式的模型文件。FloEFD 是一套學習快速易上手的 CFD 軟體，它完整的功能可以應用於三維氣流場及熱傳現象的分析。不同於其他傳統高階 CFD 軟體使用者需要豐富的學理基礎及網格建構技巧，使用者僅需要基本程度的CFD概念就可以完成高準確度的分析，為目前泛用型CFD的軟體之主流。

FloEFD產品特點

1. 3-D CAD model = CFD Analysis model

Simcenter FloEFD 是唯一100％直接崁入Solidworks \ Pro/E& Creo \ CATIA V5 \ NX\Solid edge 3-D CAD的熱流分析軟體，讓機構工程師可使用既有的機構模型快速地進行熱流分析，且不需要透過轉檔，減少因為轉檔造成的破面，讓熱流分析更加準確與方便。

3-D CAD model=CFD Analysis model

2. Rectangular Adaptive Meshing (快速生成自適應矩形網格)

Simcenter FloEFD 可快速生成自適應矩形網格，自動對流體與固體區域劃分網格，並依物理特性與外型特徵進行網格加密，使用者亦可利用FloEFD內建多種參數控制網格的生成

3. Partial Mesh (Immerse boundary Method )

Simcenter FloEFD 會根據材質及流場的特性自動劃分成三種網格：流體網格、固體網格、交界面網格(Partial Cell)，其中流體網格僅計算流場現象，固體網格僅計算熱傳現象，交界面網格(Partial Cell)同時計算流場與熱傳現象。交界面網格(partial cell)只出現於流體與固體交界面(Fluid-Solid interface) ，由於Simcenter FloEFD 在邊界層附近採用Partial Cell及Modified Wall Function，不需為了解析邊界層表面而生成大量網格，因此可大幅減少網格數量，增加求解效率。

4. Modified Wall Function (改良邊界層的計算函數)

Simcenter FloEFD 在接近邊界層的網格使用partial cells技術解析。自動修正流動與熱傳現象的邊界層效應。

5. Laminar–Transitional–Turbulent Modelling(層流漸變到紊流的精確計算模式)

Simcenter FloEFD 採用改良計算邊界層的函數，直接模擬層流與紊流的現象，可自動模擬出由層流->漸變流->紊流的現象，並得到符合流場實驗之CFD結果。

6. Effortless What-if parametric testing(參數化設計分析)

What-if 參數化分析可以說是 Simcenter FloEFD 相當方便的功能，因為 Simcenter FloEFD 直接整合於3-D CAD介面，所以您可以直接將 3-D CAD 模型產生多組不同設並立刻進行分析，而不需要重新匯入圖檔，設定邊界條件等，在很短的時間內就可以在不同的分析結果中找到最佳的設計。

Simcenter FloEFD 在各個領域的選購模組：

電子散熱-多物理耦合分析模組(Electronics multiphysics)：

Electronics Cooling+EDA Bridge+ECI-ROM+PC+ T3ster Autocalibration+Power Electrification+Structural+EMAG

電子散熱分析專用模組(Electronic cooling module)：

此為專門給電子業客戶專用的資料庫，與Flotherm共用累積長達35年的電子散熱資料庫

多孔板模組、熱管模組
PCB電路板模組、致冷晶片(TEC)模組
風扇模組與風扇資料庫
IC晶片資料庫
散熱膏、散熱貼片資料庫
更多的內建固體材料數據
焦耳熱分析

LED 散熱分析專用模組 (LED Module)

內建與光學整合之輻射模組Monte Carlo ray tracing (蒙地卡羅光線追跡法)，可分析多種與光學整合相關之複雜問題，例如車燈霧氣，UV光殺菌應用等等

輻射模組Discrete Ordinate (離散座標); 輻射模組Monte Carlo (蒙地卡羅)
直接匯入T3Ster及TeraLED測試數據，
提供2R及RC resistance network compact model，
使用者只需要輸入電流資料，即可計算Heat Dissipation及Luminous Flux。
知名大廠LED資料庫

UV光殺菌應用請見:

https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/what-engineers-can-do-about-covid-19/

Structural module- FEA 結構應力模組

FloEFD結構分析模組可以將 CFD 計算結果當作相同介面操作環境下的結構分析邊界條件輸入，完整功能如下：

全自動六面體網格生成器
全自動 Smart PCB 網格生成器
熱應力及熱變形問題
線性求解核心
模態分析
等向性及不等向性彈性材質設定
可直接匯入 FLOEFD 計算出的溫度及壓力結果
可匯出模型給 Simcenter 3D 進行更複雜的結構問題模擬

電磁分析專用模組-EMAG module- Electromagnetics

AC/DC：直流和交流電
Time-Harmonic solver：時間諧波求解器
Linear and non-linear electromagnetic material properties：線性和非線性電磁材料
Visualization of J, B, Ohmic and Iron Losses：J、B、歐姆損耗和鐵損的可視化
Transient solver (EM simulation time is considered to be much smaller than CFD characteristic time)：瞬態求解器
Surface Impedance (for effective Skin effect analysis)：表面阻抗（用於有效的薄層效應分析）
Permanent Magnets：永久磁鐵

EDA軟體匯入專用模組(FloEDA Bridge)

這是專門為匯入 EDA 軟體輸出檔案所開發，提供以下外加功能：

ODB++ 格式檔案
IDF 格式檔案
CC以及CCE 等由 Xpedition 及 PADS 格式檔案
Simcenter FLOTHERM 輸出的 PDML 格式檔案

進階優化設計模組 (Extended Design Exploration Module)

採用Siemens Simcenter 最新優化設計工具 HEEDS 關鍵技術，包括 SHERPA 搜尋引擎，自動搜尋廣域及局部最佳解。

電池模擬分析專用模組 (Power Electrification Module)

這是專門給電池設計製造的客戶所開發，可以將電池化學公式考慮在分析內，並考慮電池串並聯後發熱的效應，提供給電池模組設計客戶更為方便精準的分析工具。

晶片快速建模及分析模組 (BCI ROM + Package Creator)
提供以下模組使用權：
– BCI ROM and Thermal Netlist
– Package Creator
– PCB compact model

電子散熱中心 (Electronic Cooling Center)

Electronic Cooling Center=BCI-ROM+ package creator+FloEDA Bridge+ Electronics module+ T3ster Auto calibration module。整理如下功能使用權：

EDA Bridge and SmartPCB
BCI ROM and Thermal Netlist
Package Creator
PDML and XTXMLA import
Network Assembly and Two-resistor compact models
T3STER AutoCalibration
PCB compact model
Heat Pipe compact model
Joule Heating
Electrical Element compact model

晶片自動校正模組 (Automatic Calibration Module)
這是專門為希望建構非常精準晶片模型的客戶所開發，可以先透過 Simcenter T3Ster 精準量測出晶片內部實際的熱阻數據，再透過此自動校正功能，將 Simcenter FloEFD 的模型計算結果趨近於實際量測結果。

通風空調模組(HVAC)：

透光材料熱輻射效應
熱舒適度指標分析(Predicted Mean Vote, PMV)
不滿意的比率(Predicted of Percentage Dissatisfied, PPD)
建材資料庫

進階應用模組(Advanced CFD)：

超音速流
燃燒反應
化學反應
蒸發與凝結二相分析

兆水科技有限公司

Simcenter-FloEFD

Simcenter FloEFD

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