十大常見CFD熱流模擬軟體比較 Flotherm-FloEFD-Icepak-Flotherm XT-ANSYS-6SigmaET

十大常見CFD熱流模擬軟體比較

台灣常見十大電子散熱CFD熱流分析軟體 軟體比較表

CFD熱流分析軟體比較

 

Flotherm V.S FlothermXT V.S FloEFD V.S Icepak V.S 6SigmaET 軟體排名

  • 市占率: Flotherm/Flotherm XT > Icepak > FloEFD > 6SigmaET
  • 使用性: Flotherm/Flotherm XT > FloEFD > 6SigmaET > Icepak
  • CP值: FloEFD > Flotherm/Flotherm XT > 6SigmaET > Icepak
  • 發展時間: Flotherm > Icepak > FloEFD> Flotherm XT > 6SigmaET

 

Simcenter Flotherm V.S ANSYS Icepak 軟體比較 Simcenter Flotherm V.S ANSYS Icepak 軟體比較

就一般的應用來講，Flotherm建模方便快速，網格劃分高效簡潔，模擬各項設定的有統一的標準，相對容易上手。為了提高建模和計算效率，Flotherm提供了大量的smartpart快速建模的巨集命令，摒棄了繁雜的模型篩選，無論是幾何建模，網格劃分，還是流動、傳熱模型的篩選，自動化程度都很高。而且通過適當的控制，如果模型設置合理，計算精度可以滿足常規電子散熱設計的要求。

相對於Flotherm，對於常規的電子產品散熱設計來講，Icepak的核心優勢是支援非結構化網格，從而可以更加便捷、更高精度地支援曲面結構。Icepak可以直接對導入的CAD模型進行網格離散化這一點往往被誤認為Icepak更簡單，實際上並非如此。由於支援非結構化網格和接受不加修飾的原生CAD物件，Icepak的前處理，尤其是網格劃分部分，遠遠比Flotherm複雜。當模型中導入了CAD結構後，不合適的設置經常導致各種各樣的錯誤。很多情況下，如果異形體的網格品質沒有得到合理控制，其計算精度甚至不如將各曲面簡化為直方直棱的、使用結構化網格就可完美描述的物件進行模擬。而如果簡化為這樣的物件的話，Flotherm也可處理。同為處理結構化物件時，Flotherm的建模效率則會明顯勝出。

 

Flotherm 與Icepak 網格系統比較

  • Flotherm 使用的是六面體網格，卡迪森直角座標網格(cartesian mesh)，優勢在於網格劃分與計算速度較快、且非常容易收斂，針對不需描繪複雜曲面外型的產品，擁有分析速度快，速設計變更快速的強大優勢，讓使用者容易上手

Flotherm 卡迪森直角座標網格(cartesian mesh)

 Flotherm 卡迪森直角座標網格(cartesian mesh)

 

  • Icepak的網格系統源自於ANSYS-Fluent，有非結構性網格能選擇，因此能較好的分析曲面外形之題目，但同時這也是ANSYS-Icepak 致命的缺點，即網格控制相當困難且系統內的物件尺寸差異大的時候，會畫分較多的網格數目，除了收斂性差，也頗占系統資源

Icepak 非結構性網格系統

Icepak 非結構性網格系統

  • Icepak 沒有自動網格生成功能，且四面體網格系統較六面體收斂不易，使用者不易上手
  • 當元件大小差異很大時，IcePak需產生大量網格，且在複雜幾何外型IcePak網格需求量大概會是flotherm的四倍，結果才會跟實驗與flotherm接近

 

Flotherm 與Icepak 多物理分析整合度比較

Icepak 可以透過ANSYS Workbench 整合熱電或熱固耦合的分析，例如Icepak可與SIwave，Simplorer和ANSYS Mechanical進行電、熱和結構耦合分析，這部分Flotherm較無優勢，但自從SIEMENS併購了Mentor Graphics之後，SIEMENS Simcenter Flotherm系列產品已可透過Simcenter 平台與Simcenter 3D/Nastran 核心做熱固耦合的分析，但低頻電磁分析則是可與Simcenter MagNet可做磁熱耦合分析，高頻方面的分析為第三方軟體，目前Simcenter整體的多物理整合度相對於ANSYS較低，但Simcenter 多物理平台有朝向ANSYS平台發展的趨勢，持續在併購更多的軟體以豐富其產品線

 

 Flotherm V.S Flotherm XT V.S FloEFD 軟體比較

Flotherm V.S Flotherm XT V.S FloEFD 軟體比較

產品特點描述：

Simcenter FloTHERM可以應用於電子產品的三維氣流場及熱傳現象分析，協助客戶在產品設計前期，就可預先知道產品散熱問題並進行改善。應用涵蓋範圍從 Package Level(封裝IC)，Board Level(電路板)，Component Level(散熱模組) 到 System Level(伺服器機櫃系統) 的問題均能分析。FloTHERM 提供豐富的案例，資料庫及白皮書，讓工程師可以快速的建構電子設備模型並進行分析，而參數最佳化功能可以在開模前進行變更設計測試。

Simcenter FloTHERM XT彙集旗下兩大熱流分析軟體Flotherm與FloEFD的優點，綜合Flotherm的強大的SmartParts與資料庫以及FloEFD的獨特網格技術，讓使用者能輕易的針對複雜的產品行進行熱流分析。FloTHERM XT的前處理器為SolidWorks，提供熱流工程師可直接匯入機構工程師所提供的CAD檔案，例如SolidWorks、Pro/ENGINEER、STEP、IGES等檔案，省去在自行建模所耗費的時間，並提供FloTHERM著名的SmartParts讓使用者快速建立分析模型。在網格技術的處理上使用FloEFD的求解方法-沉浸邊界法(Immersed Boundary)以及Partial Mesh的網格技術，可保留複雜的3-D模型細節，呈現產品真實狀況的熱流分析報告。

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可依據不同產業的使用加購擴充模組，例如電子散熱模組、LED模組、EDA模組、電池專用模組、HVAC模組、HEEDS最佳化模組等等

 

Flotherm Flotherm XT FloEFD網格系統比較

Flotherm 使用的是六面體網格，卡迪森直角座標網格(cartesian mesh)，優勢在於網格劃分與計算速度較快、且非常容易收斂，針對不需描繪複雜曲面外型的產品，擁有分析速度快，速設計變更快速的強大優勢，讓使用者容易上手。

Simcenter FloEFD以及Flotherm XT 在一般流體或固體的地方使用卡迪森直角座標網(cartesian mesh)，承襲其網格數量少且好收斂之優點，但在流體跟固體的邊界也就是邊界層的地方，使用了Partial Mesh技術，讓FloEFD不僅可以快速的解析曲面外型複雜的問題且又兼顧準確度及收斂型，按照我們的經驗，同樣的曲面外型複雜之題目，FloEFD以及Flotherm XT的網格數量只需要Flotherm 不到1/10。Flotherm XT FloEFD Partial Mesh

Flotherm Flotherm XT FloEFD應用產業比較

  • 三套軟體都非常適合使用在電子業，無論是元件級、模組級或是系統級
  • 對於需要分析Rack、Server、Room等級的問題，Flotherm 較為適合
  • FloEFD加購的模組可應用的產業更為廣泛，例如車用、LED、HVAC空調等等
  • Flotherm XT則是適合與Flotherm一起搭配使用，Flotherm Flexx licens

結論:三套軟體都被市場廣泛的使用，針對不同產業或使用目的性可選擇不同軟體，其中以價格來說FloEFD以及Flotherm XT相對於Flotherm更親民許多

 

Flotherm Flotherm XT FloEFD使用介面及功能比較

  • Flotherm 與Flotherm XT皆是使用SmartParts的方式堆疊模型，而Flotherm XT內建的SolidWorks 3D CAD讓使用者直接拿來匯入CAD中繼檔或是直接畫圖
  • FloEFD則是可以整合五大種類的CAD，直接與CAD介面整合
  • 三套軟體皆可使用Flotherm 的資料庫Library
  • Flotherm XT的網格劃分簡單明瞭，相當容易上手
  • FloEFD的網格功能相對於Flotherm XT多了更多進階功能可使用
  • Flotherm 以及Flotherm XT皆內建PCB匯入以及PDML匯入的功能，FloEFD加購EDA Bridge也能得到同樣的功能

結論:對於熟悉使用Flotherm使用介面的工程師，Flotherm XT使用起來會更加熟悉，而FloEFD則是適合熟悉CAD介面，習慣自己建模的工程師

 

Simcenter Flotherm 產品特點介紹

台灣常見十大電子散熱CFD熱流分析軟體 軟體比較表

品牌:SIEMENS 西門子

Simcenter FloTHERM 是電子散熱系統分析最知名的品牌，於電子領域全球排名第一，且市場佔有率高達80%以上，廣泛被全球的熱流設計/機構設計以及電路設計工程師所採用。Simcenter FloTHERM可以應用於電子產品的三維氣流場及熱傳現象分析，協助客戶在產品設計前期，就可預先知道產品散熱問題並進行改善。應用涵蓋範圍從 Package Level(封裝IC)，Board Level(電路板)，Component Level(散熱模組) 到 System Level(伺服器機櫃系統) 的問題均能分析。FloTHERM 提供豐富的案例，資料庫及成功案例，讓工程師可以快速的建構電子設備模型並進行分析，而參數最佳化功能可以在開模前進行變更設計測試，有效節省成本。2017年Flotherm母公司Menter Graphics被Siemens PLM 收購後將其產品並列於Siemens PLM Simcenter 系列產品下。

產品特點

  1. 模組化元件SmartParts &資料庫Library
  2. 結構性直角坐標網格系統(Cartesian Grid)
  3. Flotherm焦耳熱功能Joule heating
  4. FloEDA Bridge-可將3-D CAD 的中繼檔格式直接轉入Flotherm
  5. FloTHERM 視覺化後處理模組Floviz
  6. 參數最佳化分析和優化模組 Command Center

應用領域:Server伺服器，NB/PC、網通、IPC工業電腦、投影機、電視面板、IC封裝半導體、車用電腦、航空電子系統、散熱模組

軟體代理商:兆水科技、勢流科技、易富迪科技

 

Simcenter Flotherm XT 產品特點介紹

品牌:SIEMENS 西門子

Simcenter FloTHERM XT 是針對電子產品設計流程所需的散熱模擬分析解決方案，從概念設計到後續的生產製造階段皆可使用，可提升產品的品質，可靠度及縮短上市時間。Simcenter Flotherm XT彙集旗下兩大熱流分析軟體Flotherm與FloEFD的優點，綜合Flotherm的強大的SmartParts與資料庫以及FloEFD的獨特網格技術，讓使用者能輕易的針對複雜的產品行進行熱流分析。Simcenter FloTHERM XT的前處理器為SolidWorks，提供熱流工程師可直接匯入機構工程師所提供的CAD檔案，例如SolidWorks、Pro/ENGINEER、STEP、IGES等檔案，省去在自行建模所耗費的時間，並提供FloTHERM著名的SmartParts讓使用者快速建立分析模型。在網格技術的處理上使用FloEFD的求解方法-沉浸邊界法(Immersed Boundary)以及Partial Mesh的網格技術，可保留複雜的3-D模型細節，呈現產品真實狀況的熱流分析報告。

產品特點:

  1. 強大的CAD檔案支援度
  2. 模組化元件SmartParts &資料庫Library
  3. 可匯入FloTHERM的分析資料PDML與PACK檔
  4. 獨特網格技術(Partial Mesh)解決複雜幾何的網格配置
  5. 與EDA軟體強大的結合功能
  6. 簡易操作的後處理與高品質的圖像呈現

應用領域:Server伺服器，NB/PC、網通、IPC工業電腦、投影機、電視面板、IC封裝半導體、車用電腦、航空電子系統、散熱模組

代理商:兆水科技、勢流科技、易富迪科技

 

Simcenter FloEFD 產品特點介紹

 

Simcenter FloEFD 產品特點介紹品牌:SIEMENS 西門子

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。

產品特點:

  1. 3-D CAD model=CFD Analysis model
  2. Rectangular Adaptive Meshing (快速生成自適應矩形網格)
  3. Partial Mesh (Immerse boundary Method )
  4. Modified Wall Function(改良邊界層的計算函數)
  5. Laminar–Transitional–Turbulent Modelling(層流漸變到紊流的精確計算模式)
  6. Effortless What-if parametric testing(參數化設計分析)

 

應用領域: 水冷散熱系統、汽車空氣動力學、電池模組、EV動力系統、

車用電子系統、車燈、網通、投影機、電視面板、車用電腦、散熱模組、

代理商:兆水科技、勢流科技、易富迪科技

 

Solidworks Flow simulation 產品特點介紹

Solidworks Flow simulation

品牌:達梭 DASSAULT SYSTÈMES(求解核心為跟達梭向Siemens西門子借用FlOEFD)

產品特點:

  1. 僅能整合Solidworks 3-D CAD及使用部份FloEFD之模組
  2. 可加購部分FloEFD之模組(電子散熱模組及HVAC空調散熱模組)
  3. 求解核心版本更新會晚於FloEFD
  4. 與FloEFD同樣皆有Partial Mesh之功能

代理商:實威國際

 

6SigmaET 產品特點介紹6SigmaET 產品特點介紹

圖片來源:6-sigma ET 原廠網站

品牌:Future Facilities (已於2022年11月被Cadance併購)

6SigmaET 是由成立於2004年的Future Facilities公司所研發出來的專業電子產品散熱分析軟體公司，總裁 Hassan是Flomerics 創辦人，技術總裁Mark是Flovent 產品創造者。

產品特點:

  1. 模型樹(Model Tree)顯示視窗
  2. （智能）元件屬性視窗
  3. 模型庫
  4. 除錯視窗
  5. 版本樹視窗

 

應用領域:  NB/PC、網通、車用電腦、散熱模組

代理商: 信甫科技

 

ANSYS Icepak 產品特點介紹ANSYS Icepak 產品特點介紹

品牌:ANSYS

Ansys Icepak是專業的電子設備熱設計模擬工具，採用流體模擬工具Ansys Fluent作為其求解器，包含豐富的物理模型，提供獨特的自動非結構網格生成技術，可以幫助電子工程師實現方便、精確、快速的工程化熱設計與模擬。

支持多種CAD和EDA數據，能夠在一體化的環境下建立模擬模型、生成網格、求解併後處理、研究模擬結果。

產品特點:

  1. 快速地建立模型
  2. ECAD/MCAD工具整合
  3. 靈活的自動化網格能力
  4. 強大的數值計算能力
  5. 與結構分析整合
  6. 與電磁分析整合
  7. 豐富的資料庫

 

應用領域:通訊機櫃、手機終端、筆記型電腦、LED、變頻器、變流器、汽車電池包、電源主機殼、IC封裝。

代理商:虎門科技、思渤科技、嘉航科技、安博先進

 

Simcenter 3D ESC/NX ESC產品特點介紹Simcenter 3D ESC/NX ESC產品特點介紹

品牌:SIEMENS 西門子

Simcenter 3D ESC (Eelectronics System Cooling) 為電子系統熱流分析軟體，為Simcenter 3D 的主力高階熱流分析軟體，前身為I-DEAS ESC 後續更版為 NX ESC，發展至今已應用於全球業界30年，主要應用於航太、車輛、消費性電子產品等產業的流體力學、空氣動力學、冷卻、散熱等分析。直到SIEMENS 正式將NX CAE更名為Simcenter 3D 後，NX ESC在NX CAE品牌下正式更名為Simcenter 3D ESC ，Simcenter 3D ESC熱流分析最大的效益即是使用者可以針對複雜的幾何造型進行熱流分析，透過Simcenter 3D平台真正實現設計與分析同步。

產品特點:

  1. 不共點混合網格-> 加速建模速度
  2. 整合ECAD
  3. 整合各種MCAD檔案->一鍵更新CAD設計變更模擬
  4. 支援多種CAD軟體
  5. 模擬複雜模型
  6. 豐富電子元件資料庫
  7. 幾何最佳化熱流分析

 

應用領域: 電子散熱、車燈

代理商: 兆水科技、合研科技、愛發公司

 

CRADLE-HEATDESIGNER 產品特點介紹CRADLE-HEATDESIGNER 產品特點介紹

品牌:HEXAGON

HEAT Designer著眼於電子散熱設計，不僅簡單易用，而且具有很好的穩定性。提供一個簡單的功能表，在電子散熱中採用恰當的默認參數分析， 基本操作方法與STREAM一樣。它的特點：使用簡單、結果精確、解題迅速、節約記憶體。

產品特點:

  1. 通過直接導入CAD資料節省了建模時間
  2. 穩健的自動生成網格功能
  3. 佔用記憶體少，求解速度高
  4. 通過導向範本（wizard）定義分析條件
  5. 各種美學的視覺化功能
  6. SC/Tetra, scSTREAM, HeatDesigner軟體支援的作業系統

 

代理商:應用熱流分析中心

 

Autodesk simulation CFD 產品特點介紹Autodesk simulation CFD 產品特點介紹

品牌:Autodesk

Autodesk CFD是併購自Blueridge的CFDesign(2010)，名稱變化CFDesign(~2010)到Autodesk Simulation CFD(2011~2015)到Autodesk CFD(2016~)。相較於其他知名的CFD軟體，CFDesign走的主要在工程師方便應用的方向，考慮到的是工程師經常使用的功能

產品特點:

  1. 跟CAD的連結
  2. 簡化繁瑣的操作設定與提供較為人性化的使用介面
  3. 多樣但相對淺顯易懂的分析功能
  4. 方便操作的後處理功能

以上內容參照: http://bloggerkevinyu.blogspot.com/2016/11/autodesk-cfd.html

應用領域:電子散熱、燈具、Valve

代理商:大塚資訊科技、達康科技

 

COMSOL Multiphysics 產品特點介紹COMSOL Multiphysics 產品特點介紹

圖片來源:COMSOL Multiphysics原廠網頁

品牌:COMSOL

COMSOL Multiphysics是一款大型的高級數值仿真軟體，廣泛應用於各個領域的科學研究以及工程計算，模擬科學和工程領域的各種物理過程。COMSOL Multiphysics是以有限元法為基礎，通過求解偏微分方程(單場)或偏微分方程組(多場)來實現真實物理現象的仿真，用數學方法求解真實世界的物理現象，範圍涵蓋從流體流動、熱傳導、到結構力學、電磁分析等多種物理場。也因為使用的為FEM有限元素法，對於電子散熱系統級CFD分析，分析起來會相當吃力，適合做學術方面的研究。

產品特點:

應用領域:電化學、聲學、電磁學等多物理耦合領域

代理商:皮托科技

 

其他知名泛用型CFD軟體如下，為非電子散熱應用的主流，就不在此文章說明

更多技術案例與產品資訊請參考兆水科技官方Youtube頻道

如果需要更多軟體相關資料，請至聯絡我們填寫表格，將有專人與您聯繫。

兆水科技-CAE電腦輔助工程顧問服務-CFD熱流分析/FEA結構分析專家

Flotherm-Flotherm XT-FloEFD-Star-CCM+ 線上免費教學課程

CAE分析流程-CFD熱流模擬技巧，FVM有限體積法，FEM有限元素法


manage cookies