大大们，模型求解发散求助 - Flotherm -
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大大们，模型求解发散求助
大大们，模型求解发散求助
新手刚刚介入flotherm，建了一个简单的变流器开关柜模型，求解时发散，附上模型，劳请各位看看什么情况。。
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本帖最后由 jacken99 于
17:43 编辑
" |% ~. s: C$ n9 X+ T+ i
1.网格需要优化一下，这种网格很容易发散的。
2.检查风扇模型吧，静压单位异常，这么高的压力，会引起局部压力过高，导致运算异常。! O% `' L4 R: O0 ?/ Z/ e
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另外，1.风扇是不是方向放反了，这倒不会引起发散，不过，对于这种箱体，应该用抽风比较合适。/ v: w5 b7 x1 j: m2 Y9 G- L) K! }! L
& && &&&2.inlet体阻尼附面阻尼属性，阻尼效果会被忽略。
多调调。多调调。
本帖最后由 welcome_sy 于
19:53 编辑 & N& [' X/ ~9 {
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jacken99 8 @+ B% k/ j# O# g2 ~
- C- G. b% D; Q8 B&&l6 @: O
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& & 十分感谢，如此耐心详细的解答此问题，并点出问题症结所在，。再请问下：为什么这种网格容易发散呢，我想，柜体内部划分的细点，柜体外部至求解域部分由于温度比较均匀，网格就划的稀疏点，不知道您说的是不是这个问题，谢谢。。
铜排和风扇附近要重点加密，其余位置也太稀疏了，这么大的柜子才20W网格，很容易发散的。
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& & 哈哈，行家一出手便知有木有啊，以前没有用过热仿真类的软件，所以对网格划分不是很了解，不知道这样的柜子，多少W的网格才算是划分得当呢？
要看机柜的复杂（风道，热源等）程度而定的。事实上不同的人，网格数量差别很大的。( ?; O&&y0 `1 i$ A% q* v0 L
按正说要做解的网格无关性验证，但是设计时，估计很多人都没有做吧，靠经验的。
本帖最后由 welcome_sy 于
13:37 编辑
&&多谢指导，但是经过几番尝试后，我觉着求解不收敛，可能不仅仅是网格划分的问题。不同的网格划分程度，求解后的残差曲线形状基本相同，最后网格加密至130W，仍然求解不收敛，残差曲线及网格划分程度见图。加密网格至130W，求解时间已经较长，如果再加密，未必有效，求解计算量及时间也势必增加，实在是搞不清甚么情况啊，还请大神指点一二。此次模型修正了以下几点：
&&1. 网格加密，重点对风扇进出口，铜排进行加密，加密后网格总数达到130W
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&&2. 离心风机确实是放反了，但是静压-流量曲线未核实，不知道对求解收敛是否有影响8 q! Q. `+ X, N, [
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&&3. 将原先的inlet阻尼改用打孔板代替。
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你的模型最大残差（绝对值最大的）出现在机柜外部，而你机柜外部的网格不是很好，特别是z方向，机柜内部还不错了。
这种强迫风冷的，计算域不必扩大这么多的，如果外部网格划分不合适（Z方向上最大网格超过了100mm），事实上，还不如不扩大。
建议：1.求解域不要扩大这么多，机柜外网格也不要太粗糙
& && &2.调整松弛因子
& && &3.记录残差，并检查最大最小值（绝对值最大）以及出现位置
BTW：如果残差最大最小值不是很离谱，且出现在不关键位置，可以不用太计较。
jacken99 7 G5 X6 G8 [# a3 N8 @&&T# I, Q
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& & 不好意思，回复的有些晚了，最近忙其他事情去了。经过调整，缩小了求解域，同时也加密了Z方向的网格密度，但是未见成效。关于第2点：调整松弛因子，我想确认一下是不是调整varible solution control中的false time step；第3点：记录残差，并检查最大最小值（绝对值最大）以及出现位置，弱弱的问一句，如何记录残差，并检查最大最小值（绝对值最大）以及出现位置呢？谢谢。。
默认的收敛准则：对于速度的收敛，默认是动量的1/200，扩大求解域之后，机柜外部是自然对流，用其动量的1/200，作为判据，必然很难收敛的。
松弛因子有好几个地方可以设置，一个是针对风扇的，一个是你说的伪时间步长，一个是针对各个变量的，他们分别在菜单 solve中前三个选项中设置。& S+ K8 H2 W+ E2 j& c1 u3 [5 H
记录残差，在“overall&&Solution Control”对话框中，勾上store Error field选项就好。
检查最大最小位置在后处理中可以看到的。' m5 }) u) I% ^
每种不收敛的原因和解决方法都不同的。没法一下概括，只能具体情况具体分析。
主要从模型、网格、收敛判据几个角度分析。
很明显你的风扇静压异常，太大了，导致风速过大，动量不守恒。运行后注意查下你的风速
網格修改後, 收斂是還滿順的
但是風扇PQ感覺有問題, 流量過大導致不收斂
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& & 多谢版主，不过看版主的残差曲线，最后各项残差仍在波动，仅温度残差曲线降低至10以下，监测点温度也有小幅跳动，这样的结果是否已经能算成功收敛，我觉着是不是压力、速度、温度残差均降至10才算比较完美的收敛呢。。
nhxyl020312
8 R' |* ]+ P2 N7 M, u) j
& & 风扇没有验证，可能确实存在问题，回头换个风机试试，多谢指正，谢谢！
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FloTHERM V9.1教程
目录Tutorial 1(FloTHERM 基本操作)…………………………….….…P1-9 Tutorial 2（建立、求解、分析-简单的电子设备机箱）……….P10-30 Tutorial 3（增加印刷电路板的细节以改善模型）…………......P31-55 Tutorial 4（利用 FloMCADbridge 添加电源模块）……………….P56-84 Tutorial 5（网格设置和增大求解域）………………………..…..P85-97 Tutorial 6（添加散热器和风扇）……………………………..…..P98-111 Tutorial 7（响应面和优化）……………………………..………P112-130 Tutorial 8（使用 FloTHERM.PACK 生成热模型）………….P131-148
FloTHERM V9.1 Introductory Training Course 练习题 1: FloTHERM 的基本操作 此练习通过打开一个预先求解过的模型，研究其在不同窗口下的信息来理解 FLOTHERM 的基本操作： 1. 打开并研究已有的模型。 2. 观察几何模型及网格。 3. 回顾收敛曲线图。 4. 在数据表和可视化模式下分析结果。 Tutorial 1 C Basic Operation of FloTHERM 打开 FloTHERM， 从路径 [开始\程序 \MentorMA\FloTHERM9.1\FloTHERM9.1] 或 利用桌面快捷 方式， FLOTHERM 的项目管理(Project Manager)窗口即可打开。Tutorial 1FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.1FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 1 C Basic Operation of FloTHERM 点击 Project\Import Project \Pack File 并选择 Tutorial 1.pack， 导入一已求解过的模型。 [注意!! Tutorial 1.pack 模型可以从 SupportNet 上下载或由培训讲解人员提供] 组成 FloTHERM 模型的所有物体都排列在项目管理窗口的根 组件下( Root Assembly). 花点时间熟悉一下该模型的各个部 件。 点击“＋”您可以展开节点以观察该节点下的子部件，点击 “－”可收起节点。 按 F6 可以展开所有的节点. 拖动垂直滑条可以观察所有的部 件。 按 F4，恢复视图。Tutorial 12FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 1 C Basic Operation of FloTHERM 左键点击选中物体“ Chassis ” ，然后右击打开“ Enclosure Menu”. 选择 material，查看所附材料是低碳钢(Steel (Mild))Tutorial 1点击 Dismiss 关闭窗口。点击表格(Tables)图标 , 选择模型列表中机箱(Chassis)的第 一行，点击物体/属性 (Object/Attribute), 注意到 ‘Steel (Mild)’ 在材料列中。 移动水平和垂直滑条，观察其他物体上所附的物理属性。 所有物性均用蓝色显示. 双击数据表窗口中的物理属性，可以 对其观察或编辑。试着双击 Steel (Mild) ，看看它是怎么定义 的，点击取消(Cancel)离开。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.3FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 1 C Basic Operation of FloTHERM 点击绘图板(Drawing Board)图标 何模型及网格。 ，打开 DB 窗口，查看几Tutorial 1所有的模型均线框显示在四个几何视图中. 再次，按键盘 F6 展开所有的子组件并查看几何模型细节。我们单独显示其中一个视图。 点击图像模式(Picture Mode)图 , 激活视图。 按键盘的“ Tab”键改变视图，直到显 标 示 View 2 视图。按‘g’键显示网格，再次按 ‘g’键关闭网格显示。4FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 1 C Basic Operation of FloTHERM 点击网格\系统(Grid\System) 检查网格设置 此时我们查看 Xo 方向的最大最小网格尺寸 要想查看其他方向的设置，在 Xo-Direction 位置按住鼠标左键 向下选择 Yo 或 Zo 方向。 注意右下角的总网格数(Total No. Cells),这是模型总的网格数 量。Tutorial 1点击图标打开 收敛曲线窗口(Profiles Window)如果显示不全三个图，使用上层菜单的 Plots\Tile 命令。注意到在残差对迭代次数的(Residuals v Iteration 1)图中，所有 曲线都到了 X 轴，这表示守恒方程中残差的水平低到可以接 受了。 注意到两个监控点对迭代次数的图中，曲线相对走平，表示 求解已经达到稳定状态 。 这些很小的残差和稳态结果的曲线图使我们充分相信求解的 可靠性。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.5FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 1 C Basic Operation of FloTHERM 点击可视编辑器(Visual Editor)图标 口。 可视编辑器窗口分成三个部分 ： 1. 图形区域 (右面) 2. 可视编辑树 (左上部分) 3. 特性页(左下部分) ，打开 Visual Editor 窗Tutorial 16FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 1 C Basic Operation of FloTHERM 可视编辑树中，找到结果\粒子( Results\Particles)节点，选中 “Air From Side Vent”， 在显示的特性页中，勾选上粒子流的“On”。Tutorial 1点击上面工具栏的播放按钮 工具栏的停止按钮,动态播放粒子流 。点击上面， 即可停止播放。取消勾选 “on”，关闭显示粒子源。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.7FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 1 C Basic Operation of FloTHERM 在可视编辑树中，找到 Results\Plots 节点，选中“Temperature Plane”。 在显示的特性页中，打开截面图(勾选“on”)。Tutorial 1点击 选择模式(select mode) ( )以使我们可以选择、移动截面 图。 在截面图的角落找到操纵手柄 ，用鼠标拖动温度平面到不同 的位置（左键按住操纵手柄进行拖动）8FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 1 C Basic Operation of FloTHERM 点击“表格在图形下方图标 ”(Tables Below Geometry) 示出表格窗口。 ,显Tutorial 1现在我们可以同时看到可视化的结果和表列数据。我们将用 此确定轴流风扇的流量和压力 。 在 可 视 编 辑 树 中 ， 展 开 表 格 (Table) 节 点 ， 选 择 几 何 体 (Geometry) 在特性页中： 确保风扇(Fans)被选中 数据表中显示了风扇的流量和压力，选中此行可以使风扇在 图形区域内高亮显示。练习题 1 结束FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.9FloTHERM V9.1 Introductory Training Course 练习题 2:建立、求解、分析一简单的电子设备机箱本练习指导用户建立一个简单的电子设备机箱，步骤如下：Tutorial 21. 2. 3. 4. 5. 6.创建和保存一个新的工程文件。 设定环境条件； 创建一个带有通风孔的机箱； 在机箱内增加热源； 定义网格并求解； 分析结果。 Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box启 动 Flotherm 在 项 目 管 理 窗 口 (PM) 中 选 择 菜 单 [Project/New](项目/新建)并选择 “Defaults”(缺省)表. 选中文件 “DefaultSI” 并按’OK’(确定)。 这就按缺省设置(标准国际单位)打开一个新的工程文 件，其它的设置参数也都回复为缺省值。要将此文件存成新文件，在项目管理窗口(PM)中选 择[Project/Save As](项目/另存为)。 在’Project Name’(项目名称)栏中键入”Tutorial 2” 。 在’Title’(标题)栏中键入”Simple Electronics Box”。 单击’Notes’(备注)按钮。在文本编辑框中输入一些和 项目有关的信息。比如“This is an initial model of the electronics box.”。单击’Date’(日期)和’Time’(时 间)按钮，为项目创建日期和时间信息。 注意: 使用‘Notes’(备注)容易追溯对该项目发生的变 化以及在与协作者间进行 Flotherm 文件交换的时候 使得交流效率更加有效。10FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 整体的缺省尺寸单位可在项目管理窗口(PM)中设 置。在菜单条上, 选择[Edit/Units](编辑/单位)。 在 ‘Unit Class’ (单位类型)下面选中 ‘LENGTH’(长 处) 并 在 ‘Use Units’(使用单位) 中选择’ mm’。 选 [Dismiss](离开)退出对话框。现在长度的单位在大多 数 FLOTHERM 对象设置中缺省为 mm ，甚至在关 闭 FLOTHERM 后重新打开也一样。Tutorial 2在项目管理窗口(PM)中选择菜单[Model / Modeling](模型/建模)FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.11FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 对话框显示建模参数的缺省设定： ? ? ? ? Flow and Heat Transfer(流动和传热计算) 3-dimensional(三维模型) Radiation off(不考虑辐射) Steady State(稳态)Tutorial 2点击‘OK’ 关闭对话框.在 项 目 管 理 窗 口 (PM) 中 选 择 菜 单 [Model / Turbulence]( 模 型 / 湍 流 ) 确 定 选 择 了 ‘Automatic Algebraic Turbulence Model’(自动 Algebraic 湍流模 型) 点击 OK（确定）同样，在项目管理窗口(PM)中选择菜单[Model / Gravity](模型/重力)，缺省的重力作用方向设置为’ Negative Y-Direction’(Y-轴负方向) 点击 OK（确定）。12FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 下面的步骤帮助您设定求解域的大小。 )并右击，通过左击选择 在 PM 中，找到图标 ( ‘Location’ ， 这 时 会 出 现 一 个 ’Overall Solution Domain’ (所有求解域)对话框。 注意：尽管我们已将长度单位’Unit’设置为 mm，但 在‘Overall Solution Domain’ (所有求解域)中仍旧是 m。这是因为求解域在模型打开时就已经按默认尺寸 生成了，而改变全局的单位不会影响已有物体的结 构对话框。 改变所有尺寸单位为(All Dimensions In) mm. 改变求解域的尺寸为 ： X = 260 mm Y = 250 mm Z = 100 mm. 保 持 求 解 域 的 位 置 (Position) 为 (0,0,0) m , 点 击 “OK” 这里设置了求解域的体积为 260 mm x 250 mm x 100 mm. 这些尺寸和等会要建的机箱尺寸相同。Tutorial 2备注: 一旦数据被输入和更新，将以科学计数法的形 式显示，这是不能改变的。13FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 单击图标 ，打开绘图板(DB)，可以察看您所定义 的求解域大小。现在您可以在此窗口中察看和修正 模型 。 您还可以在绘图板中用鼠标左键单击抓取点并拖动 红色边框，将求解域的尺寸改变为您需要的大小。 同时您也可通过选择在抓取点间的高亮度的线来重 新定位求解区域的位置。按住鼠标左键不放并进行 拖动，可以将一个区域移动到一个新位置。 重设绘图板应用窗口和项目管理窗口(PM)尺寸以便 在您的屏幕上这两者同时可见。Tutorial 214FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 要定义应用于求解域边界的环境条件，需要打开 ‘Ambient Attribute’(环境属性)对话框。 在项目管理窗口(PM)中选择’System’(系统)项上单击 鼠标右键，在下拉菜单中选取’Ambients’(环境)，将 会显示环境对话框。单击 ’New’( 新建 ) 按钮将会出 现’Ambient Attribute’ (环境属性)对话框。 输入以下信息： Ambient Attribute Name(环境属性名称) : Stagnant Air at 35C Heat Transfer Coefficient(换热系数): 5 W/m2.K. 压力，温度和速率采用缺省设置。单击 ’OK’( 确定 ) 按钮保存设置，退出对话框。Tutorial 2备注: 环境条件是连接求解区域和外部环境的边界条 件。把换热系数（Heat Transfer Coefficient）设为 5 W/(m2K)时，我们就确保了任何一个与求解区域 （Overall Domain）相接触的固体表面都将传递一部 分热 5 W/m2.K。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.15FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 保证 ’Attachment’( 应用于 ) 选择在 ‘Default All’( 缺省 全部)。这样，环境属性就会应用于所有求解区域的 边界条件上。选中列表中的“Stagnant Air at 35C”并 单击‘Attach’(应用于)。 这样，“Stagnant Air at 35C”就会出现在‘Currently Attached’(当前已应用于)中。 点击‘Dismiss’(离开)，退出‘Ambient Attribute’ (环 境属性)窗口。Tutorial 216FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics BoxTutorial 2在项目管理窗口中，如果几何体调色板 (Geometry Palette)不可见，需要点击调色板(Palette)图标 下。 一备注: F7 是显示调色板的快捷键此时项目管理窗口应该类似于右图所示，调色板包 含 所 有 FLOTHERM 可 以 建 立 的 物 体，如 立 方 体 ( Cuboids)、机箱( Enclosures)、风扇( Fans)等。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.17FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 接着，我们开始建立几何模型。首先建立机箱。 选中根组件(Root Assembly)，点击机箱图标 (Enclosure) 同的机箱。 ，这会建立一个和计算域大小位置相Tutorial 2选中机箱(Enclosure)名称，点击名称，重命名为 “Chassis”。右键点击项目管理窗口的任意地方，退 出名称编辑(Edit Name)功能 。 您可以按此方法重命 名任何物体或组件的名称，但名称长度最多包含 32 个字符。 选中机箱(Chassis)，右击调出机箱菜单(Enclosure Menu)，选择‘Construction’ 检查对话框中参数，尺寸 (dimensions)应该是 (260,250,100) mm。 保证选项 ‘Modeling Level’(建模级别)选择在 ‘Thin’(薄)。将机箱壁厚度‘Thickness’设置为 1mm。 点击‘OK’退出‘Enclosure’ (机箱)菜单。备注：点击”Apply”改变的参数将生效但并不退出当 前对话框，点击”OK”改变的参数将生效并退出当前 对话框。18FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 要将材料属性‘Mild Steel’(低碳钢)应用于机箱，右键 点击该“Chassis”。选择‘Material’(材料)，在弹出的 窗口中点击‘Library’(库)，这时出现’Material Libraries’(材料库)窗口。点开’+’，扩展‘Libraries’ (库)，再点开‘Materials’材料库。展开‘Alloys’(合 金)，选中‘Steel (Mild)’ (低碳钢)并点击‘Load’(读 取)。单击‘Dismiss’(离开)关闭‘Material Libraries’ (材料库)窗口。这个步骤将材料‘Steel (Mild)’导入到 当前模型中。 练习过程中我们将学到其他与数据库管理相关的方 法。Tutorial 2在‘Selection’(选择)中选中‘Steel (Mild)’ (低碳钢)并点 击‘Edit’(编辑 )出现‘Material Property’(材料属性)对 话框。单击‘OK’关闭此对话框。 点击‘Attach’(应用于)将刚才设置的材料性能应用于 机箱并点击‘Dismiss’(离开) 关掉此窗口。备注: 在‘Material Property’ (材料属性)窗口中，您将注意 到有一项关于‘Electrical Resistivity’(电阻)的设置。提 供此项设置是以便您求解焦耳(Joule)加热。详细内 容请参考 on-line Help（在线帮助）。FloTHERM V9.1 上海坤道信息技术有限公司 www.19FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 要使空气能够在机箱内流通，需要在机箱壁上打 孔，以下我们用打孔的板代替机箱壁进行建模。 在项目管理窗口 (PM)中，点击 “Chassis”部件前面的 扩展符‘+’，您将看到不同的壁面。 选中‘Wall (Low Y)’并在调色板中点击孔图标 。 选中’Hole’(孔)并右键打开‘Construction’对话框。输 入以下位置及尺寸信息： 位置 Position (mm): X= 6 尺寸 Size (mm): X= 248 点击’OK’(确定)。 Z= 6； Z= 88。Tutorial 2在 Wall (Low X)上再创建一个孔，位置和尺寸为: 位置 Position (mm): Yo= 6, Zo= 6. 尺寸 Hole dimensions (mm): Yo= 238, Zo= 88. 在绘图板中检查每个孔的位置和尺寸。注意每个选 中的对象都会显示关联的轴坐标。这将会帮助您理 解每个部件是如何定义和定向的。备注: ‘Hole in Block’窗口中提供了选项可将孔用以下方式代替： 1. 缺省设置是一个‘Open Space’（开孔）；. 2. 还可选择‘Material’，重新设置‘Enclosure’（箱体）的材料属 性； 3. 或选择‘Flow Resistance’（流阻），定义一个与损耗系数有 关的孔。20FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 为了节省时间，我们利用 FloTHERM 的拷贝 (copying) 功能，拷贝 Low X wall 上的孔到 High X wall 上。 在项目管理窗口(Project Manager)中，点选‘Low X’ Wall 上的孔，然后点击上方工具栏中的拷贝(Copy) 图标 。Tutorial 2点击 ‘High X’ Wall，然后点击上方工具栏中的粘贴 (Paste)图标 。View showing LowX and LowY holes点击项目管理窗口(Project Manager)左侧的可视编辑 器(Visual Editor)图标( )，打开可视编辑器窗口， 观察机箱的几何体。 确认孔在正确的位置后，关闭 可视编辑器窗口，我们进行下面步骤的设置。View showing HighX and LowY holesFloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.21FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 可以在绘图板中通过使用 ‘Perforated Plate’ ( 打孔 板)简单部件(SmartPart)建立打孔板的模型。 让我们定义覆盖于‘Low Y’壁面的打孔板。 点击视图 View 0 (+Y) 激活该视图。点击绘图板中的 ‘Toggle Snap’( 贴 附 开 关 ) 图 标 ， 将 其 设 置 为 ‘Snap to Object’(贴附于物体)模式。 在项目管理窗口(PM)中，选中‘Root Assembly’。 在绘图板(Drawing Board)中，如果几何体调色板 (Geometry Palette)不可见，点击创建新物体图标 。 ，从 选择简单部件“Perforated Plate”(打孔板)图标 孔的左上角起至孔的右下角拖拽出一个打孔板。‘Snap Toggle’ Icon may look different.Tutorial 2备注：在‘Snap to Object’（贴附于物体）模式下 ，您可以将对象的坐标值精 确到小数点后 5 位。因此我们建议您在可能的情况下要将‘Toggle Snap Grid’ 设回到‘Snap to Grid’（贴附于网格）模式。22FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 在项目管理窗口中(Project Manager)，选中 “Perforated Plate” ，右键点击进入‘Construction’菜 单。重命名其为“Low Y Perf”，编辑确定打孔板的 尺寸与前面定义的孔的尺寸一致。厚度(Thickness)值 不重要，因为计算时是不考虑厚度这个参数的 。 将选项‘Hole Type’(孔型)设置为‘Square’(正方形)， 边长’Side length’设为 4mm, X 方向和 Y 方向上的孔 间距（Xo Pitch，Yo Pitch）均设为 6mm。点击应用 (Apply)并检查‘Calculated Free Area Ratio’。 热阻模型 ‘Resistance Model’ 保留为‘Automatic’(自 动)。 点击’OK’退出对话框。 在视图 View 3 (+X)中点击，然后点击单个视图模式 图标 使该视图全屏显示。 孔的上方画一多孔板 (Perforated Plate)并更名为 “Low X Perf”. 编辑菜单‘Construction’，依照“Low Y Perf”改变其 设置。 由于孔‘Low X’和孔‘High X’完全相同。我们可以拷 贝“Low X Perf”，将复制的打孔板更名为“High X Perf”即可。 在项目管理窗口(Project Manager)中,选中“Low X Perf”. 按住 &Ctrl&-C 键复制，再选择根组件‘Root Assembly’(安放打孔板的位置)，按&Ctrl&+V 粘贴。 重命名复制的打孔板为 “High X Perf”。Tutorial 2FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.23FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 由于“High X Perf”被复制在 “Low X” 机箱壁面上， 所以我们要把它移到正确的位置上，即“High X” 机 箱壁面上。 在绘图板窗口(Drawing Board)中, 用&tab& 键切换视 图到 View 2 (+Z) ，点击选择 “High X Perf”. 注意： 从项目管理窗口(PM)中选择这一打孔板会更方便。 按住&Shift&键并将使用鼠标左键将“High X Perf”拖 到右面的机箱壁。按住&Shift&键可以保证物体仅在 一个方向上移动。注意：一定要点中所选部件的边 缘处再移动部件，否则会改变部件的尺寸。High X PerfTutorial 2Low X Perf接着，我们要在 PCB 板上建立几何体。下面的步 骤，我们将简单地创建具有热特性的立方体来表示 电子器件的热源。在绘图板中，选择立方体图标( ) ，在视图 View: 2 (+Z)中从左下角到右上角拖出一个长方形。选中新 建的立方体重命名为 Electronics，设置位置尺寸为： position (50, 20, 6mm) ， size (176, 104, 1.6mm)。24FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 右击立方体选择 “Thermal”。 选择 New 创建一热特 性(Thermal Attribute),输入名称“Board Power” ，选择 热模式‘Thermal Model’为传导‘Conduction’，总功耗 ‘Total Power’是 26W 。点击&OK& 并确保该特性附 在了立方体上。 右击立方体“Electronics”，选择材料 (Material)，附上 低碳钢‘Steel (Mild)’。Tutorial 2注意: 这是非常简单的建立 PCB 的方法，不能用于 准确分析各部件的温度。以后的课程我们会介绍更 好的处理方法。由于要监控机箱内的温度，我们创建一个虚拟的探 针，名为‘Monitor Point’(监视点)，位于机箱中心。 在项目管理窗口 (PM)中，选择 “Chassis”并点击调色 板(Palette)中的监控点图标 。选择立方体 “Electronics” ，再次点击监控点图标。备注：这种方法能保证创建的监控点位于机箱的几何中心， 但只有通过项目管理窗口(PM)才能实现。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.25FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 在绘图板窗口中，返回到四个视图模式，按键盘‘g’ 键显示网格。 点击 进入系统网格‘System Grid’对话框。Tutorial 2确保勾选了 ‘Dynamic Update’ ，网格变化后可以自 动更新。网格设置变化后在绘图板窗口(Drawing Board)中进行查看。 点击对话框上方的‘None’，可以显现关键点网格， 即物体上的网格线。下方看到的网格数量应该是 100。注意: 关键点网格是 FloTHERM 中最简单的加网格方 法，它会在物体的边缘线上自动添加网格。尽管这 样可以形成基本的网格，我们不能单独用这个方法 生成计算用的网格，因为基本网格不足以反映电子 散热分析中复杂的物理现象。26FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 我们通过点击‘Coarse’, ‘Medium’, 或‘Fine’增加网 格，点击后在绘图板(Drawing Board)中检查一下网 格的变化。 我们用 Fine 网格设置计算该模型，点击 Dismiss 退 出系统网格对话框Tutorial 2注意:这里网格预设按钮是在模型中关键点网格上增 加网格线，这些预设常用于网格的起始点。我们在 以后的课程中会学到更为专业的网格生成方法。The grid after clicking ‘Fine’FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.27FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 点击图标 保存 ‘Tutorial 2’。Tutorial 2点击图标 ，开始求解。出现消息窗口，提示有关 项目的诊断信息。 求结果过程中会出现收敛曲线(Profiles)窗口，以便 监控求解过程。 左面的窗口显示计算结果的数值误差，右面的窗口 显示机箱和立方体中心点的温度。 温度值将会被记录在“Chassis” 中。 监视点(Monitor Point)温度为： ______ C。 温度值将会被记录在“Electronics”中。 监视点(Monitor Point)温度为： ______ C。点击启动可视编辑器。指针模式, 在可视面板背景处点 选用‘Select mode’ 击一下，按“w”键将实体转变为线框模型。按‘i’ 键 将获得实体视图。28FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 在可视编辑器中单击建立可视化平面图标 ，创建 温度显示平面。此平面自动置于机箱 Z 轴中心。刻 度表中最大温度显示为： __C。 注意该平面上的特性参数，你可以利用这些特性： 通过切换“Y”到“X” 或 “Z”改变平面方向。 通过不选‘Show Scalar’，但选择‘Show Vector’来显示 速度矢量(‘Velocity’ vectors)。 移动滑动条或在位置(Location)中输入数字来定位平 面位置。Tutorial 2FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.29FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 2 C Build, Solve and Analyze a Simple Electronics Box 记住，您可以通过切换到操纵模式(Manipulate Mode) 来改变视图:Tutorial 2旋转视图：按住左键； 平移视图：按住中键 ； 放大缩小视图：按住中键不放，再按住左键，往上 移缩小，往下移放大 -或 利用中间滚轮放大缩小视图 -或 放大视图 (不能缩小) ：按住鼠标左键画出一长方 形。点击 删除平面云图，关闭可视编辑器。在弹出提 示时选择 ‘Quit Without Saving’（退出不保存） 再次保存 Tutorial 2 .END TUTORIAL 230FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course 练习题 3: 增加印刷电路板的细节以改善模型 本练习通过完成如下任务，指导用户细化之前的模型： 1 导入 EDA 数据 2 以双热阻模型(2 resistor model)代替立方体芯片(IC) 3 导入功耗列表 4. 细分 PCB 的层数 5. 把 EDA 数据转移、取代到已有模型中 6. 求解、分析结果 Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 如果“Tutorial 2” 没有预先导入，在项目管理窗口 (Project Manager)中选择[Project/Load] ,选择项目文 件 “Tutorial 2”，点击导入‘Load’。 保存成另一文件名，在项目管理窗口(Project Manager)中选择 [Project/Save As]，键入 “Tutorial 3”。 在标题‘Title’中,输入 “Refined Electronics Box”.点击 注释(‘Notes’),删除已有的注释，输入新的: “Chassis with detailed PCB.” &回车& ，Click 点击日期(‘Date’) &回车& 和时间( ‘Time’ )按钮记录项目的日期和时 间。 在两个对话框中点击 ‘OK’ 退出编辑注释（Edit Notes）并以新的名称和标题保存项目。Tutorial 3FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.31FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 启动 EDA 接口界面 （FloEDA.Bridge interface）.Tutorial 3点击 File/Import/Import FLOEDA，导入.floeda 文件 打开 C:\Program Files\MentorMA\ flosuite_v91\flotherm\examples 下的 board.floeda 文件备注: 练习题中.floeda 文件是已经提供了的。实际 中，.floeda 文件可以通过几款 EDA 工具软件自动导 出。 您也可以通过 FloEDA.Bridge 导入 IDF 文件，或根 据已知的物体简单创建电路板的模型 。32FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 调整部件过滤选项(Component Filter Options)到如右 图显示的数字， 点击过滤(Filter)。Tutorial 3备注:以这种方式过滤部件，可以通过去除尺寸小、 功耗不明显的部件，有效地降低模型的复杂程度。 被过滤的功耗会被附加在电路板的表面，而删除部 件则被完全去除掉了。选择着色部件(Color Components)图标 ，从下拉 菜单中选择模型等级(Modeling Level)按钮图标 ， 查看导入时哪些部件被过滤掉了。备注: 选择 Tools/Filter Components…可以在任何 时候改变过滤等级 。在再次打开的部件过滤选项 (Component Filter Options)对话框，重新调整过滤设 置。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.33FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 我们继续关注一个板子上对散热要求比较严格的部 件，定义其模型等级。 在图形视图中左击 大的、蓝色的方形芯片 (U18)， 在特性页的部件类型中下拉双热阻(2 Resistor)选项Tutorial 3输入如下热特性数据： 结到壳的热阻(Junction To Case Resistance) = 4 K/W 结到板的热阻(Junction To Board Resistance) = 14 K/W备注:一旦改变了部件类型，模型等级颜色也会相应 变化。34FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 利用 Edit/Find 查找芯片名称中含有‘so’的所有部 件，如右图所示。Tutorial 3部件高亮显示后，点击特性页中的部件材料（默认 设置是 Lumped Component)。 在‘Lumped Compenent’处按住左键，显示其他材 料，选择“Typical plastic package”然后放开鼠标键。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.35FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 现在，我们导入功耗列表(power list)。 点击 File/Import…/Import Power List… ，从目 录.\Program Files\MentorMA\ flosuite_v91\flotherm\examples 中选择文件 board_power_list.csv。 点击着色部件(Color Components)图标 ，切换到功 耗(Power)图标 ，把部件显示从模型等级变为功 耗。Tutorial 3FloEDA.Bridge 默认每层的铜是均布在该层上的，对 于铜含量非常高的层，这种假设是很好的。但如果 局部热传导率很重要时，这样均布的方式就不可 取。 为了解决这个问题，我们现在进行 PCB 顶层的布线 分布。 在模型树中，展开层(Layers)，右击顶层(TOP)，选 择‘Process Layer’。36FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 我们将详细地进行顶层(‘TOP’ layer)布线的分布。 按住‘Show’显示详细的铜的分布。 移动长度方向细分(Resolution of Longest )指示器到 右边的 10，点击 ‘Create Patches’。Tutorial 3备注:移动滑杆后，按住按钮‘Show’仍然可以显示原 始的走线分布。此例中，走线部分是黑色的，没有 铜走线的部分是白色的。如果颜色相反，必须选择 转换图形颜色(Invert image colours)选项 。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.37FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 为了缩小最终模型的大小，我们接受默认的其他层 铜走线的均匀分布。在 FloEDA.Bridge 窗口中，选 中某个层时，可以看到该层的铜覆盖率 点击每一层，观察其铜的覆盖率。Tutorial 3现在，把 EDA 接口(FloEDA.Bridge)中模型转移到 FloTHERM 环境中。 点击保存(Save)图标 ，接受默认的名称。我们在以 后的练习中再看此文件. 点击文件\转移并退出(File\Transfer and Quit). 看到网格改变(Grid changed)信息时，点击‘No’ ，将 之前的结果插值到新的网格上。38FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 现在，详细的 PCB 模型导入到 Flotherm 中，我们需 要重新定位。 在绘图板窗口(Drawing Board)中观察其默认位置。Tutorial 3提示: 如果有网格显示，按 ‘g’键取消，以便清楚观 察模型 。注意到 PCB 板是在原点 origin (0,0,0)位置。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.39FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 在项目管理窗口中，选择 Electronics 立方体。 当 ‘Electronics’ 立方体高亮显示后，点击组件 (assembly)图标 。 重命名新的组件为‘Electronics’。Tutorial 3备注:这种方式创建组件，可以在选择的立方体相同 的位置放置组件。一个很方便的捷径！左键按住名为‘board’的新 PCB 组件，拖放到新的组 件‘Electronics’中。备注: 使用这种技巧，我们可以把详细 PCB 模型自 动放到正确的位置，不需要输入位置坐标。这是一 个利用局部坐标系的很好例子。40FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 我们把简化的 PCB 放到新的库(library)中，以后我们 会再次用到。 点击库(Library)图标 展开库Tutorial 3右击点击库( Libraries)，选择 ‘New Library…’. 命名新的库为‘Intro_Library’. 点击 ‘OK’. 在出现的对话框中点击‘Yes’。将立方体‘Electronics’拖到新建的库‘Intro_ Library’中 按 F7 关闭库文件管理(Library Manager ) 现在，我们保存了简化的电路板(‘Electronics’ board)，可以在模型中将其删除。 在项目管理窗口(Project Manager)中，选中立方体 ‘Electronics’，按键盘的[delete]删除, 选中监控点‘Electronics’, 按键盘的[delete]删除。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.41FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 至此，通过练习，用户可以根据自己需要，知道是 选择 ‘Dismiss’ 还是 ‘OK’ 。 在我们定义详细电源之前,先看看绘图板(Drawing Board)中的模型。 要在绘图板中观察整个模型，确保激活了绘图板， 按键盘的 ‘F6’ ，再按 ‘T’ 键，并确认图像模式是显 示四个视图。如果网格有显示，点击 ‘g’ 键关闭网格 显示。 在绘图板窗口(Drawing Board)中， 检查板子的位 置。 观察完模型，按 F4 重新排列项目树(project tree)。Tutorial 342FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 电源模块是用体积阻尼和体积热源来简化的，不是 一个详细结构的模型。我们在以后的教程会细化电 源模型。 从项目管理调色板（Project Manager Palette）中定义 一位于根目录（Root Assembly）下的新组件 ， 命名为 “PSU” 。Tutorial 3在 FloTHERM 中,物体的位置可以基于绝对坐标系 ‘Absolute Coordinates’或局部坐标系‘Local Coordinates’，您可以在路径[Edit/Preferences] 中的 ‘Display Positions in’进行选择。 选择了绝对坐标系，任意物体，无论是部件还是组 件，其位置均相对于全局域‘Overall Domain’的原点, 该原点在绘图板（Drawing Board）中选择了全局域 时可以看到。选择局部坐标系 ‘Local Coordinates’时 物体（部件或组件）的位置均相对于组件的 (assembly)原点。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.43FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 在项目管理窗口（Project Manager）中，右击 “PSU” 选择位置（Location），设置位置为： X = 60 mm Y = 156 mm Z = 6 mm. 组件“PSU”现在已经远离全局计算域‘Overall Domain’的原点 ，在该组件下新建的物体会以“PSU” 组件位置作原点。 在项目管理窗口中，选中“PSU”组件，在调色板中 （Palette）点击体热源（‘Volume Heat Source’） 。 右击新建的热源，进入编辑位置‘Location’， 输入 “PSU Heat”作为热源的名称 ，注意到位置 （position）是 (0,0,0) +/-1e10-10mm。 设置“PSU Heat” 的大小为： X = 170 mm Y = 62 mm Z = 45 mm.Tutorial 344FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 右击 “PSU Heat”进入热源属性对话框（‘Source’ attribute）。 点击“new” ，并命名新的热源名称为 “10 Watts”. 点击定义（Define），进入热源选项（Source Option），勾选激活（Activate）， 再勾选总热源（Total Source），输入 10W。 确保把 “10 Watts” 的功耗附在 “PSU Heat”上。Tutorial 3FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.45FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 电源的第二个部分是流动阻尼（ flow resistance）。 在项目管理窗口中，选中 “PSU Heat”，在调色板 。这样会创 （Palette）中选择阻尼（Resistance） 建一个和“PSU Heat”相同大小的名为“Resistance”的 流动阻尼，您可以右击选择位置（Location）来查看 阻尼的位置和大小。 双击 ‘Resistance’ ，改变名称为“PSU Blockage”。 右击“PSU Blockage” 进入阻尼（Resistance）菜单， 点击‘New’ 创建一新的阻尼特性（resistance attribute），命名为 “PSU resistance”。 改变阻尼类型（Resistance Type）为体积 （Volume）阻尼。 确保损失系数是基于（Loss Coefficient Based On） “ Device Velocity”而不是“Approach Velocity” 输入自由流率（Free Area Ratio）为 “0.3”，损失系数 （Loss Coefficient）为“5” 1/m. 应用这些设置到 Z 方向（Z-direction）。Tutorial 3备注: 体积阻尼支持三个方向上不同的压降特性定 义。接着我们要设定 X 和 Y 方向的损失系数值。46FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 切换到 X 方向（X-direction,），输入自由流率 （Free Area Ratio）为“0.3” ，损失系数（Loss Coefficient）为“5” 1/m. 点击应用（Apply ）保存设置。Tutorial 3切换到 Y 方向（Y-direction,），输入自由流率 （Free Area Ratio）为“0.3” ，损失系数（Loss Coefficient）为“5” 1/m. 点击应用（Apply ）保存设置。 点击 ‘OK’退出对话框。 点击 attach，将 “PSU resistance”附在 “PSU Blockage”上.FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.47FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 现在，我们产生一个监控点（monitor point）来跟踪 电源（PSU）的温度。 在项目管理窗口（project manager）中，选中 ‘PSU Heat’，在调色板（palette）中点击监控点（monitor point）图标 。Tutorial 3在绘图板窗口（Drawing Board）中，按‘g’键显示网 格。 现在，网格比上一个练习题更多。 FloEDA.Bridge 不仅可以提供板子和上面的部件模 型，而且可以提供高质量的网格设置。 现在，我们将修改网格设置，以便节省计算时间。48FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 在项目管理器（Project Manager）或绘图板 （Drawing Board）窗口中 ， 点击系统网格图标 为了网格可以自动更新，确保勾选了自动更新 （Dynamic Update）。 从中等网格预设网格 ，点击‘Medium’ 。 设置最小尺寸（Minimum Size）为 0.5mm 设置最大尺寸（Max Size）为 6mm. 不要勾选 “Smoothing” 。 在绘图板和系统网格菜单中检查网格。 点击 Dismiss。 .Tutorial 3FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.49FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 点击保存图标 保存该项目文件Tutorial 3在项目管理（Project Manager）窗口中, 找到路径： 求解/重新初始化并求解（Solve/Re-initialize and Solve）。 重新初始化是从默认的初始值开始进行求解，而不 会以练习题 2 的计算结果作为初始场。 在出现的警告对话框中点击“是”（yes ）。 进入下一步，观察监控点（monitor points）。 为了看到所有新增加的监控点，我们需要刷新监控 点DD迭代次数（Monitor Points v Iteration）的图。 点击创建新视图（Create New Plot）图标 ，在类 型（Type）中选择监控点DD迭代次数（Monitor Point v Iteration），点击 OK 后会打开一个参数图 （Plot Parameters）对话框 ，点击‘OK’。监控点 （Monitor Points）会在新的视图中被刷新，点击原 始视图‘Monitor Point v Iteration 1’右上角的 X 关闭该 视图。您可以利用上面的步骤，通过修改窗口中的 删除（delete）功能，创建一个只有三个监控点的曲 线图。 这三个监控点的温度值为： 机箱温度（Chassis Temperature ）= _______ C 电源温度（PSU Temperature） = _______ C50FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail U18 的温度（U18 Temperature） = _______ C 点击可视编辑器（Visual Editor）图标 窗口。 点击“i” 观察模型的等视角视图 点击图标 或按 F9，切换到选择模式 打开后处理Tutorial 3选择机箱的顶部和前面壁面，按&F12&隐藏，这样可 以看到机箱内部的主板和电源 。 一旦顶部和前面壁面被隐藏，在空白区域左键点击 以取消选择。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.51FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 在项目管理（Project Manager）窗口中, 展开组件 “ Electronics\board\Layers ”，选中组件‘Top’ [即 PCB 的最顶层] 。Tutorial 3点击图标 ，创建一个显示温度的可视化平面 （Visualization Plane），该平面会自动位于主板顶 层的中间位置 。 在空白的地方左键点击，以取消选择‘Top’组件。点 击“w”键线框（wireframe）显示模型。 按键盘的“X”, “Y”或 “Z” 显示投影视图，并改变透视 图（perspective） 为正投影视图（Orthographic ） 。52FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 可以用探针显示每个视图平面上更多的数值 确保在选择模式（Selection Mode）下，在平面上移 动鼠标。 注意到移动鼠标时指针附近会显示不同的温度值。 利用操纵手柄移动 X, Y, 或 Z 方向上的平面位置，并 探针显示平面上的温度值。 选择注释（Annotate）图标 ，在温度平面上某处 左键点击，就会留下一个注释。 利用删除（delete）图标 可以移除注释，但必须 保证首先选择了注释列表（annotation list）下的某个 注释（annotation ）。Tutorial 3要修改可视平面的设置，先选择‘plane1’，点击克隆 （ Clone ） 图 标 ， 创 建 一 个 新 的 平 面 ， 按 删 除 （Delete） ，删掉已有的平面 。 修改平面到 X 方向。 设置可视化平面在机箱的中间位置。 切 换 填 充 类 型 （ Fill Type ） 为 等 值 线 （ Contour Lines ） ， 增 加 等 值 线 的 数 量 （ Number of Contours）。 勾选显示网格（Show Grid），显示平面上的网格。 勾选显示矢量（ Show Vector），改变变量为显示速 度（Velocity ），取消勾选 ‘Show Scalar’。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.53FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 另一种分析结果和提取诸如流量等参数的方法是切 换到数据表（Tables）模式 点击数据表窗口（Tables window）图标 ，可视编 辑器（Visual Editor）就会切换到数据表（Tables） 模式。默认是显示不同物体的位置、尺寸等几何参 数。 。由于我们对进出多孔板的流量感 展开数据表 兴趣，在‘Geometry’下选择 ‘Collapsed Resistances’ 和 ‘SmartPart Details’ 。 为了在数据表中显示多孔板的信息，点击 ‘Resistances’标示。 观察每个多孔板的进出体积流量。 Volume Flow in 是流体进入机箱，Volume Flow out 是流体流出机 箱。 查看每个板子的体积净流量.，可以看到，流体主意 从底板(“Low Y Perf”)流进，从旁边(“Low” and “High Z Perfs”)流出，从“High X Perf”流出的流体比“Low X Plate”稍多 。Tutorial 3备注: The 数据表窗口中的数据可以通过右键点击数 据区域，选择正确的选项来输出 。输出格式是 excell 中的*.csv 。54FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 3 C Refine Model With Increased Printed Circuit Board Detail 点击数据在几何体下方（Tables Below Geometry）图 标 .，将可视编辑窗口分开。Tutorial 3按键盘‘s’的切换到实体显示模式。 在可视编辑器的图形窗口中点击任何一个多孔板， 可以更好地理解数据表中指向了哪个物体。 观察哪个物体在数据表中被选中了。 类似地，在数据表中被选中的物体，同样也会在图 形区域中被选中。 结束后关闭可视编辑器窗口，不要保存您的修改。END TUTORIAL 3FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.55FloTHERM V9.1 Introductory Training Course 练习题 4: 利用 FloMCADBridge 添加电源模块 本练习指导用户通过完成如下任务，创建一个简单的电子设备： 1. 加载 MCAD 数据 2. 用多孔板代替打孔阵列 3. 简化几何模型 4. 分解、取代几何体 5. 转移、放置用 MCAD 转化过的模型到已有模型中 6. 应用边界条件 Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 如果“Tutorial 3”没有被导入，在项目管理窗口中选 择路径 [Project/Load] ，选择项目文件“Tutorial 3”， 点击导入（Load） 为了把项目文件存成新的文件名, 在项目管理 （Project Manager）窗口中选择[Project/Save As]，在 项目名称（Project Name）中输入 “Tutorial 4” 。 在标题（Title）中，输入“Refined Electronics Box with Power Supply” 在注释（Notes）中，输入 “Added Power Supply Detail” 并添加时间和日期 在两个对话框中均点击 ‘OK’，退出编辑注释（Edit Notes），并以新的名称和标题保存项目。Tutorial 456FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridgeTutorial 4本练习中，我们将用 MCAD 工具导入已有的固体几 何模型。 我们用 FloMCADBridge 选取出跟热有关的部件，而 不是完全详细的模型。 启动 FloMCADBridge界面。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.57FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 在文件菜单中，左击 External/Import Step… 从 C:\Program Files\MentorMA\flosuite_v91\flotherm\examples 导入 ‘power_supply_asm.stp’文件Tutorial 4备注:可以导入多种文件格式，您公司的 MCAD 工具 至少需要导出一种可以用来导入的文件格式。备注: 为了在屏幕中操纵模型，将鼠标模式切换为操 纵模式 （manipulation mode） 。 按住鼠标左键并在屏幕中拖动可以旋转模型。 按住鼠标中键并在屏幕中拖动可以平移模型。 在需要放大的区域，右击出一个下箱体可以放大该 区域。 按住鼠标中键不放，然后按住左键，上下拖动可以 放大和缩小。58FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 我们将用多孔板模型取代外壳上的两个出风口。通 常地，用多孔板 （Perforated Plate）来获得压降 （pressure drop）和流率（ flow rate ）就足够了，包 含详细几何结构会增加不必要的模型复杂化。 操纵视图，使上方的开孔处清晰可见，如果需要， 可以放大显示。 在屏幕的右下角，改变当前选择模式（Current Selection Mode）为面 （Face）。按 F9 键将鼠标变 为选择模式 。 现在，左键选择最远的开孔，按住 CTRL 键，选择 最近的孔。 点击窗口左侧的用单个物体取代（Replace with Single Object）图标 。Tutorial 4改变类型（Type）为 ‘Perforated Plate’，点击 OK。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.59FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridgeTutorial 4备注:选择机箱上的几何体（两个开孔）被移除了， 代之以一个深绿色的部件。60FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 点击转移 MCAD 组件（Transfer MCAD Assembly） 图标 ，您会看到一个网格改变信息，点击 No 保 留在已有的项目名称中。 回到项目管理器窗口，检查新组件、子组件和多孔 板。Tutorial 4备注: 转移时会保留 MCAD 组件和部件的名称。操纵视图使壁面清晰可见。 同样,保证右下角的当前选择模式（Current Selection Mode）是面（Face ）。 利用 CTRL 键，选择对角的两个孔。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.61FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 点击窗口左边的用单个物体取代（Replace with Single Object）图标 。Tutorial 4改变类型（Type）为多孔板（Perforated Plate），点 击 OK。 点击转移 MCAD 组件（Transfer MCAD Assembly） 图标 。现在，我们单独显示电源，以便在转移为 FloTHERM 模型前将其简化。 改变当前选择模式（Current Selection Mode）为 ‘MCAD Body’，左键点击电源盒，然后点击 ‘Top’图 标 .， 这会过滤模型的显示，仅仅显示电源盒 。 一个复杂的结构中如果我们仅仅关心某个部件，这 样的操作是很有帮助的。62FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 点击左边工具栏中的全局简化（Global Simplify） 图 标 。 查看简化的默认设置。Tutorial 4Before 点击 Apply 让 FloMCAD ? ? ? ? ?Bridge做到：移掉所有的小孔（Remove all small holes） 移掉所有小的凸起（Remove all small humps (protrusions)） 移掉非平面的面（Remove Non Planar Faces） 移掉小的倒角（Remove Small Drafts） 水平化接近水平的平面（Level Near Level Faces）在屏幕中检查几何模型的结果。 按 CTRL-Z 撤销操作，看看简化前的模型， 再次按 CTRL-Z 简化该模型。 AfterFloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.63FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 点击分解（Voxelization）图标 . 输入 X, Y, 和 Z 方向 的最小数量为 20 ，点击 OK。Tutorial 4MCAD 体就自动转化为很多 FloTHERM 中的立方体 点击转移 MCAD 组件图标 FloTHERM 中。 .，把模型转移到注意到：视图会重置为上面的几何体被转移后的模 型。64FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 对 PCB 中的两个连接器重复这样的操作 选择其中一个连接器，按住 CTRL 键再选择另一个 点击简化（ Voxelization）图标 点击 OK。 , 不要改变设置，Tutorial 4转移转化过的连接器到 FloTHERM 中。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.65FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge MCAD 模型中剩下的是：视图上面的 PCB 板，电源 的基板，中间的螺栓。 选中 PCB。 当指针在 PCB 上时点击右键，选择 Single Object/Bounding PCB。 再次点击转移 MCAD 组件图标，转移 PCB 模型到 FloTHERM 中。Tutorial 4选中视图中的底盖板， 当指针在 PCB 上时点击右键，选择 Single Object/Bounding Cuboid。 转移转换过的部件到 FloTHERM 中。66FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 剩下的螺栓在热分析中不重要，不需要转移，因此 关闭 FloMCADBridge。 问是否保存 FloMCADBridge 模型时，点击 No。Tutorial 4备注:用 MCAD 文件时，经常有跟散热分析不相关的 部件 出现（比如此处的螺栓）。在项目管理器（Project Manager）中，找到并展开 ‘power_supply_asm’ 组件，查看其中的模型。 用 CTRL 键选择两个多孔板。 右键进入 Construction 菜单。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.67FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 改变孔形状‘Hole Type’为圆形 （Round）。 右键点击字母‘Round’ 点击全部应用（Apply To All）， 这个命令会复制该设置到所有选择的物体！ 接着，改变直径（Diameter）为 5 mm. 右键点击该 区域，选择 ‘Apply to All’.设置 Xo 的间距（Pitch） 为 7.2 mm ，并全部应用‘Apply to All’. 设置 Xo 的间 距（Pitch）为 7.2 mm ，并全部应用‘Apply to All’。 现在设置 ‘power_supply_asm’ 组件下的 PCB. 右键 进入 Construction 菜单，查看默认设置。 默认设置体积含铜量（Copper by volume）是 10% ， 我们采用该默认设置。Tutorial 468FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 在项目管理（Project manager）窗口中右键点击 ‘power_supply_asm’ 选择材料（material），选择低 碳钢（Steel (Mild) ）并点击‘Attach’。 这会将该材料应用到整个‘power_supply_asm’ 组件 此处，我们不关心电源的细节参数，仅需用 了解热 量的散发和对流动的影响。Tutorial 4FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.69FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 接着，我们定义功耗 PCB 散发的热量。 展开组件‘power_supply_asm’ 到 PCB，可以看见 ‘PCB_1’ ， 在项目管理窗口中选中‘PCB_1’ ，在几 何调色板（palette）中点击部件（Component）图标 。 右键点击新建的部件，进入 Construction 菜单。Tutorial 470FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 做如下设置： 名称‘Name’: Smeared Heat 功耗‘Power’: 10 Watts 在模型选项（Modeling Options）下激活应用到整个 板子 （Apply over Board） 点击 OK。Tutorial 4应用到整个板子（Apply over Board）选项会把 10W 的功耗均匀分布在板子的上表面。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.71FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 在项目管理窗口（Project Manager）中选中 ‘PCB_1’，点击监控点图标 ，这样在 PCB 的中心 位置创建一名为 PCB_1 的监控点。 点击新监控点的字母‘PCB_1’ ，改变名称为“Power Supply”。Tutorial 472FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 开启可视编辑器（Visual Editor）窗口，观察新的电 源模型的位置和方向。 目标位置是和上个练习中简化电源位置相同，并且 位于其中心位置 。 为了调整新的电源模型到正确的位置，我们需要完 成： ? ? ? ? 绕 X 轴旋转（Rotate it around the X-axis） 在 X 的正方向平移（Move it in the positive Xdirection） 在 Y 的正方向平移（Move it in the positive Ydirection） 在 Z 的正方向平移（Move it in the positive Zdirection）Tutorial 4我们将在绘图板（Drawing Board）窗口中利用旋转 （Rotate）和对齐（Align）命令完成这些操作。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.73FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 第一步是把新的电源绕 X 轴做旋转。 确保我们看到的是 X 轴视图被激活了(提示：这是视 图 3)。 在项目管理（Project Manager）窗口中， 选中 ‘power_supply_asm’组件，在绘图板窗口中点击 逆时针旋转图标 。Tutorial 474FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 接着，将新建的电源和简化的电源进行中心对齐。 首先，在绘图板（Drawing Board）中任意空白的地 方点击，取消选择任何物体。 然后，在项目管理（Project Manager）窗口中选择 ‘PSU’ 组件，按住 CTRL 键，在项目管理窗口中选择 组件‘power_supply_asm’。 在绘图板（Drawing Board）中,点击左侧的对齐 （Align）工具图标 ，Tutorial 4在出现的对齐选择（Aligned Selected）的物体对话 框中，点击如下按钮： ? ? 水平对中（Align centers horizontally） 垂直对中（Align centers vertically）观察对中后的效果。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.75FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 在绘图板窗口中，利用 Tab 键，切换到 Z 轴视图 (View 2)。 再次，在该视图中利用对齐工具对中组件。Tutorial 4备注: 对齐工具也可以用于顶、底、左、右边的对 齐。先选择的是参考用并且保存不动的物体。76FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 由于不需要有电源的两个表示形式同时存在，我们 把使‘PSU’组件失效（Deactivate）。 在项目管理窗口中选中 ‘PSU’组件 点击使失效（Deactivate）图标 .Tutorial 4这将使‘PSU’组件不参与计算，但会在项目管理器中 保留作为参考。 切换到可视编辑器（Visual Editor）窗口，观察建立 的模型。 在项目管理窗口中选中机箱（Chassis Enclosure）， 在可视编辑器中点击线框（wireframe）显示图标 ，获得清晰显示内部部件的视图。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.77FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 在项目管理（Project Manager）窗口中,找到菜单 Solve/Overall Control ， 勾选用监控点温度作为收敛准则（Monitor Point Convergence for Temperature）选项 。 观察默认设置，表示监控点符合如下条件时计算即 完成： ? ? ? 连续迭代 30 次，温度值均保持在 0.5 C 范围 内 同时 残差（Residuals）下降到 10Tutorial 4点击 OK，退出对话框点击 Go 图标, 开始计算。备注:这将让 FloTHERM 在监控点曲线稳定时结束求 解，监控点收敛准则可以在牺牲很小的求解精度的 同时节省大量的计算时间。78FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 求解停止后，在可视编辑器中开始结果的后处理在 可视编辑器图形区域点击模型‘Low-Y Perf’ 在上面工具栏中点击创建粒子源（Create Particle Source）图标 。Tutorial 4在可视编辑器的树路径 Results \ Particles 下就会出现 一个名为‘source1’的条目。点击向前播放（ Play Forwards）图标 例子动画, 开始播放试着旋转视图，观察流场。 结束时按停止动画 （Stop Animation）图标 。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.79FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 在可视编辑器的树目录下点击 ‘source1’ 在‘source1’的特性页（Property Sheet）中： 改变名称（Name）为 ‘Bottom Vent Air Flow’ 改变流线数量（Num. of Streamlines ）为 75 改变例子形状（Source Shape）为 RectangleTutorial 4再次，按向前播放图标动态显示空气流动旋转（Rotate），放大缩小（Zoom），平移（Pan） 视图，观察流动分布结束时按停止按钮。进行下一步前，在粒子源（Particle Source）的特性 页（Property Sheet）中 ，先关闭粒子源 (通过取消勾 选‘On’ 选项) 。80FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 在项目管理（Project Manager）窗口中，选择 ‘Electronics’组件。 回到可视编辑器窗口，点击表面温度显示 （Temperature Surface Plot）图标 。Tutorial 4在可视编辑树中，找到 Results \ Scalar Fields ，在列 表中选择温度（Temperature）在温度特性页中，改总范围（Total Range）为自动 范围（Auto Range ）， 接着，改变颜色（Color Map）为 Fire。旋转视图，从各个角度查看主板和其上部件的温 度。 结束后，确保选中了‘Electronics’组件，点击实体显 示图标 ，回到实体视图。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.81FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 保持选中 ‘Electronics’ 组件，在项目管理窗口中点击 顶层显示（ Top）图标 ，这个动作会在所有窗口 中仅显示该组件，在这里，将会更容易进行主板的 后处理。 接着，在可视编辑视图（Visual Editor）中点击 ，将屏幕分开 。 展开可视编辑树（Visual Editor tree）中的数据表 （Tables）节点，点击几何体（Geometry）。 去掉勾选几何体细节（Geometry Details）。 勾选导热固体（Solid Conductors）。Tutorial 482FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 在数据表（Tables）窗口中，点击 ‘Cuboid Name’ 右键点击最大值（Maximum）列的标题，选择 Enable Sorting 默认情况下，该列按升序排列，要变为按降序排 列，再次点击该列的标题。 最上面一行即显示具有最大温度（Maximum Temperature）的实体。点击该行的标题，可以在图 形区域中高亮显示该部件。 利用 SHIFT 键，选择最热的六个物体，旋转物体， 确保可以看见选中的物体。Tutorial 4FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.83FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 4 C Add the Power Supply Utilizing FloMCADBridge 接着, 点击上面工具栏中的添加注释（Annotation） 图标 ，Tutorial 4利用鼠标左键，在任意三个部件上添加注释 （annotation） 在可视编辑树（Visual Editor tree）下可以出现当前 定义的注释，选择刚定义的任何一个注释，显示其 特性页（ property sheet）。 改变表中的所有设置，看看屏幕上的显示有什么变 化。END TUTORIAL 484FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training CourseTutorial 5练习题 5 C网格设置和增大求解域本练习通过完成如下任务，指导用户提升建模技巧： 1. 增大求解域，将机箱周围也包含在内 2. 在机箱的重要部件处定义网格约束 3. 局域化网格 Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution Domain 导入（Load） “Tutorial 4”，另存为 “Tutorial 5”。 输入标题（title ）为“Grid model using localized grid”。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.85FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution Domain 第一步是要使求解域比机箱大，这样做可以让 FloTHERM 计算机箱外的热量传递(取代之前我们估计的 5 W/m2K). 对 于有明显的通过机箱壁往外传热的模型，这一步是非常重要 的。 在项目管理（Project Manager）窗口中，右键点击‘System’, 选择 ‘Location’ ，改变求解域（Solution Domain）的位置和 大小为： 位置 Position: (-125, -80, 0) mm 大小 Size: (500x500x180) mm 网格改变信息窗口出现时点击‘No’ 。Tutorial 5备注: 也可以在绘图板窗口中设置：改变选择类型 （ Selection Mode ）为 ‘Cutout/Overall Domain’ ，然后选择求 解域，再按项目管理窗口中的方法设置（右键选择 location 设置）。86FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution DomainTutorial 5如果需要，在绘图板窗口中，按 “r” 键恢复视图。注意 大尺寸的求解域是用黄色边界线表示。现在， FloTHERM 可以像求解机箱内部一样求解机箱壁外的空气流 动。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.87FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution Domain 在项目管理（Project Manager）的调色板（Palette）中，点 击组件图标 ，创建一新的组件 ，命名为“The building”。 选中 ‘The building’组件，在绘图板窗口中并激活 View 2 视 图 [为了不会取消选择‘The building’组件，利用 Tab 键切换 视图] (我们将看到沿 Z 轴的视图)。 在绘图板（Drawing Board）窗口中的几何调色板点击压缩立 方体模型（collapsed Cuboid）图标 。Tutorial 5在视图中画出一个和求解域相同大小的压缩立方体。 [提示: 按住鼠标左键从求解域的一个角拖到其对角]右击该立方体，选择位置（Location），检查如下设置： 位置 Position: (-125, -80, 0) mm 大小 Size: 500x500x18 mm 压缩（Collapse）特性: Low-Face, Zo direction 改变立方体名称为‘Building Wall’，退出对话框。 右击立方体 “Building Wall”选择材料（Material）。 创建新的特性，命名为 “Wood” ，给其导热系数（thermal conductivity）为 0.14 W/mK. 点击 OK 退出对话框，贴附（Attach）“Wood” 特性到立方体 ‘Building Wall’ 上。88FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution Domain 如果在绘图板（Drawing Board）窗口中观察网格 ，可以看 到有很细长的网格沿着机箱直到求解域的边界。 理想状态是，机箱内部我们希望包含比较小的网格单元，而 机箱外面，由于温度、速度变化梯度不大，可以用比较大的 网格单元。Tutorial 5注意到 PCB 已经是这种网格了， FloEDA.Bridge 有方便的 可以自动生成网格准则，其中一个就是使 PCB 板的网格局 域化。下面，我们将介绍在 FloTHERM 中，设置机箱周边的局域 化网格。FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.89FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution Domain 右击机箱（enclosure） &Chassis&，选择网格约束（Grid Constraint） 创建一新的网格约束，命名为“8mm-max and inflation”. 设置最大尺寸为 8 mm，点击膨胀（Inflation） 在 Low Side 设置膨胀尺寸（Size）为 5 mm ，最少网格数量 （Min. No.）是 2 在 High Side 设置膨胀百分之尺寸（% Size）为 20%，最大 网格尺寸（Max. Size）是 8 mmTutorial 5贴附（Attach）该属性到机箱的 ‘Yo-Direction’ 。90FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution Domain 类似上面操作，创建另一网格约束，名称为 “20mm-max and inflation”。 设置网格最大尺寸 20 mm，膨胀设置：在 Low 和 High Side 均用 10%的 ‘% Size’ ，最大尺寸（Max. Size）为 20 mm. 在机箱的 Xo 和 Zo 方向贴附（Attach）该网格特性。Tutorial 5在绘图板（Drawing Board）窗口中，按&g&键显示网格 在项目管理（Project Manager）窗口中，选中 “Chassis” ，点 击局域化（Toggle Localized Grid）图标 箱网格 ，这会局域化机注意到如下改变： ? 绘图板（Drawing Board）窗口中的网格进行了局域化 设置 ? 机箱（enclosure）“Chassis”的图标由 表明该物体应用了局域化网格设置。 变为了 ，FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.91FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution Domain 现在机箱有了两个网格约束和一个局域化设置。我们到系统 网格（System Grid）工具中定义一个粗网格，这样机箱外面 网格就会较稀。 点击系统网格（System Grid）图标 。Tutorial 5改变‘Xo-Direction’方向设置为‘Override All’。 勾选自动更新（Dynamic Update）。 最大尺寸（Max Size）设为 30 mm。 在绘图板（Drawing Board）窗口中观察网格的变化，退出系 统网格（System Grid）对话框。，观察所创建网格 点击网格概要（Grid Summary）图标 的详细情况，这个对话框显示了基础网格、所有局域化网格 以及最大的长宽比（maximum aspect ratios）。92FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution Domain 在项目管理（Project Manager）窗口中选择 ‘Solve\Sanity Check’ ， FloTHERM 会检查模型设置中的问题 。 模型检查结果提示：有一个物体被覆盖，将变为无效体！ 这是机箱“Chassis”Z 轴负方向的壁面，覆盖这个壁面的是新 建的“Building Wall”立方体。 显然，新建的木头（wooden）壁不能取代之前钢（steel）的 机箱。 要解决这个问题，选中“The Building” 组件，点击上移 （Promote）图标 , 直到在项目管理（Project Manager）树 中， “The Building”组件在机箱“Chassis”的上方 。 再次运行模型检查（Sanity Check），看到警告消失了。 在项目管理（Project Manager）窗口中，选择‘Solve/Reinitialize and Solve’，在弹出对话框中点击‘yes’。 求解收敛（converge）后，在项目管理（Project Manager） 窗口或绘图板（Drawing Board）中，点击图标 再次打开 可视化编辑器（Visual Editor ）。 选择‘File\Reinitialize State’重置可视化编辑器。 在弹出的 对话框中点击‘Continue’。 我们开始让模型在屏幕上显示得更真实些。 首先，在图形区域选择立方体 ‘Building Wall’ ，在特性页 中，点击材料（Material），展开材料选项 。 点击颜色（color）栏 (立方体默认是蓝色)。 FloTHERM V9.1 上海坤道信息技术有限公司 www.Tutorial 593FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution DomainTutorial 5给壁面选择一个新的颜色(可以如右图的浅棕色)。 点击 OK，查看可视编辑器（Visual Editor）图形区域中的变 化。94FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution Domain 接着，点击特性页中的点击 Texture 展开特性设置。 点击文件名（ Filename）。 找到表面（Surfaces）文件夹，选择 ‘Oak.rgb’，点击 OK， 观察图形区中的变化。Tutorial 5FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.95FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution Domain 现在，喜爱项目管理（Project Manager）窗口中选择 ‘Low X Perf’, ‘High X Perf’, 和‘Low Y Perf’。 在可视编辑器（Visual Editor）的特性页中，找到材料 （Material）部分，设置颜色（color）为白色（white），透 明度（transparency）为 0.4。 接着，在 Texture 部分，点击 Filename，选 择 .\Resistance\Holes_Small.rgb ，点击 OK。 在特性页中，设置 X,Y 的数量（Number in X,Y）为 ： X=4, Y=3。Tutorial 5可以试着在模型的其他物体上做类似的设置。96FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 5 C Grid the Model and Expand the Solution Domain 接着,我们可以建立几个自定义的视图。 在项目管理（Project Manager）窗口中选择机箱“Chassis”， 在可视编辑器（Visual Editor）中，按键盘的的‘w’以线框模 式显示该组件。 在项目管理（Project Manager）窗口中选择‘Electronics’ 组 件。在可视编辑器（Visual Editor）中，按键盘的 ‘v’放大显 示这个组件 点击保存视图（Viewpoint）图标 ，可以看到，在可视 编辑器的视图（Viewer）下出现了保存的视图（Viewpoint） 利用鼠标，旋转视图到不同的位置，再次点击保存 视 图 （Viewpoint）图标 。 按键盘的‘r’全屏显示视图。 。 再次点击保存视图（Viewpoint）图标 现在，试着双击视图（Viewer）节点下的任何一个保存的视 图（viewpoints），可以切换到该视图。 继续按之前的练习那样观察计算的结果。 试着： ? 创建一温度截面（Create a plane of temperature） ? 改变为线框显示（Change to wireframe） ? 改变温度截面为显示速度矢量（Change the temperature plane to show velocity vectors） ? 改变平面方向（Change the plane direction (X, Y, Z)） ? 探测截面上温度值（Probe the plane for temperature values.） ? 添加 PCBs 的表面温度（Add surface temperatures to PCBs） END TUTORIAL 5 FloTHERM V9.1 上海坤道信息技术有限公司 www.Tutorial 597FloTHERM V9.1 Introductory Training Course 练习题 6: 添加散热器和风扇 This tutorial guides the user through the process of refining the representation of the electronics box by completing the following tasks: 1. Create a fan. 2. Create a heat sink. 3. Learn how to update a board design using local coordinates Tutorial 6 C Addition of Heat Sink and Fan 本练习中，我们假定热设计时面临如下两个较大的 难点： 1. 大量多孔部件导致 EMC 设计的问题 2. U18 部件超出了允许的最大节点温度 我们试图通过减少开孔的数量、U18 部件上增加散 热器、引入一个风扇以增加流经机箱的空气流量等 来解决这些问题。 导入（Load） Tutorial 5，另存为 &Tutorial 6&，输 入标题 &Addition of heat sink and fan&。Tutorial 698FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 6 C Addition of Heat Sink and Fan 由于我们要添加风扇，把模型改为强迫对流，就不 需要将求解域设置得比机箱大。 在绘图板（Drawing Board）窗口中, 确保在选择模 式（Selection Mode）时，在背景（background）中 右击，在出现的菜单中改变当前选择为 ‘Cutout/Overall Domain’。 这让您在选择物体时，可以过滤为选择需要的物体 类型。您也可以在绘图板（Drawing Board）窗口的 右下角进行物体过滤选择的设置 现在在绘图板（Drawing Board）窗口中选择求解域 （Solution domain）。利用鼠标，将其尺寸缩小成 跟机箱一致。 在出现的网格改变对话框中点击‘No’。Tutorial 6FloTHERM V9.1上海坤道信息技术有限公司www.99FloTHERM V9.1 Introductory Training Course Tutorial 6 C Addition of Heat Sink and Fan 在项目管理（Project Manager）窗口中, 如果调色板 （Palette）不可见，点击图标 。Tutorial 6选中 ‘Root Assembly’，在调色板中点击组件 （Assembly）图标 。命名新组件为