仿真软件FlOTHERM资料(一)
FloTHERM培训资料

中科信软高级技术培训中心-
FLOTHERM 软件介绍
全球第一个专门针对电子散热领域的CFD软件
通过求解电子设备内外的传导\对流\辐射,从而解决热设计 问题
据第三方统计,在电子散热仿真领域,FloTHERM 全球市 场占有率达到70% 据我们的调查,98%的客户乐意向同行推荐 FloTHERM
FloEDA EDA软件高级接口
1. 支持多种EDA格式:方便电子工 程师与热工程师协同工作 2. 包含走线、器件参数、过孔等详 细信息的模型读入:保证模型准 确性 3. 准确的模型简化方法:保证结果 准确度的同时减少计算时间
FloMCAD.Bridge CAD软件接口模块
1. 支持多种模型格式:适用范围广 泛 2. 方便的操作:缩短建模时间
流动状态、 流体物性 固体表面的属性
7
热仿真基本理论---传热的三种基本方式
热辐射: Stefan-Bolzmann 定律: Qε = ε σ A T4
ε 表面发射率, σ = 5.67 x 10-8 W/m2.K4
(0 ≤ ε ≤ 1) (Stefan-Boltzmann常数)
W
Qε
表面积 A
热仿真基本理论---传热的三种基本方式
完全CAD化的建模功能: 提供对齐、自动捕捉等建模 手段。
移动物体 在一个方向上改变大小 在两个方向上改变大小 18
使用Flotherm建立模型
方便快捷的建模“搭 建方法”:
PCB’s 风扇 通风孔 IC’s 机箱
19
从FloMCAD导入模型
SolidWork ProE - prt asm CATIA
FloTHERM 核心热分析模块
flotherm软件基础与应用实例

flotherm软件基础与应用实例Flotherm软件基础与应用实例Flotherm软件是一款将传统热力学计算与计算机辅助优化设计技术相结合的优秀工程分析软件,可用于三维热仿真及散热器、内部通道、外部流场等多种问题的分析计算。
本文将对Flotherm软件的基础知识和一些应用实例进行介绍。
一、Flotherm软件的基础知识1. Flotherm软件的工作原理Flotherm软件是基于有限元分析理论的热力学模拟软件,它通过求解三维热传导方程和Navier-Stokes方程组来模拟物体内部的温度场、流速场和压力场等物理量,以实现热力学分析和设计优化。
2. Flotherm软件的主要功能Flotherm软件主要具有以下功能:(1)三维热场模拟:可以对热源、散热器、机箱等物体进行三维热场分析,从而得到温度分布、热通量等参数。
(2)散热问题分析:可以对各种散热器进行性能分析和设计优化,使其具有更好的散热性能。
(3)流场模拟:可以对内部通道、外部流场等进行三维流动模拟,得到流速场、压力场等参数。
(4)热力学仿真:可以预测电子元器件、汽车发动机等工况下的温度分布和热负载,进行热力学分析和设计优化。
3. Flotherm软件的使用方法Flotherm软件的使用一般分为以下步骤:(1)建立3D模型:使用CAD软件或Flotherm自带的CAD建模工具建立待分析的几何模型。
(2)设定边界条件:设定物体表面的边界条件、热源的功率及位置、内部通道的截面积及位置等。
(3)求解:使用Flotherm软件进行求解,在求解过程中可以观察分析结果。
(4)优化设计:根据分析结果进行设计优化,反复进行求解和优化设计。
二、Flotherm软件的应用实例1. 散热器设计优化散热器是电子元器件进行工作时必需的部件,保证其具有良好的散热性能对于元器件的寿命和稳定性有着至关重要的作用。
Flotherm软件可以用来对散热器的散热性能进行分析和优化设计,以提高散热器的热传导效率。
【Flotherm】电子散热仿真分析软件

【Flotherm】电子散热仿真分析软件Simcenter Flotherm是一款专门针对电子器件/设备热设计而开发的仿真软件,目市场占有率高达80%以上,可以实现从元器件级、PCB板和模块级、系统整机级到环境级的热分析。
Simcenter Flotherm可以帮助工程师在产品设计初期,快速创建电子设备模型并进行分析,对多种系统设计方案进行评估,识别潜在的散热风险,规避样机试制风险,减少重复设计,缩短开发周期,降低成本。
在下面这个简单的示例中,我们可以看到仿真如何让工程师尝试不同的设计方案,并选择出具有最佳性能的方案。
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;FloTHERM 主要分析和计算模式传热分析: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;瞬态分析:具备变化功耗和变化环境的瞬态分析功能能,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;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软件资料

如 Pro/Engineer, SolidWorks, CATIA 等)中的数据快速方便地输入到
FloTHERM中进行热分析。
13.FloTHERM_XT_在电子冷却方面引领革新.pdf
Flotherm XT已经发展到方便的从概念到验证电子设备的热设计,用一个统一 的数据模型,在和其他机械设计自动化的进口数据无缝能力(MDA)或EDA源 在一个特定的设计过程中所需要的。
Flotherm软件资料
更新时间:2014-10-23
1.使用Flotherm进行电子散热仿真过程中涉及的物理学原理 使用Flotherm进行电子散热仿真过程中涉及的物理学原理
2.FloTHERM_XTV1.0-网格最好实践者en.pdf
3.FloTHERM_V9.1安装指导.pdf 检查操作系统是否满足安装要求、安装FloTHERM V9.1、License设置等内容
境温度下,开孔率与重要器件温度的相关性,寻找到作用最明显的设计方案,使
系统在该方案下性价比最高。该计算结果和实验测量数据进行了对比,验证了仿 真数值计算的有效性。
31.FloTHERM培训-day 1--典型芯片的自然对流散热.pdf 典型芯片的自然对流散热
32.Flotherm帮助tecnobit确保航空电子设备的可靠性 EN 电力和现代航空电子设备散热迅速增加,和适当的冷却系统的设计是确保可 靠性绝对必要的。
的初期如何进行热仿真,从而减少后期改动所造成的花费和缩短产品上市时
间。”
48.仿真帮助解决塔顶放大器严重的散热问题 Thermacore使用Flomerics的Flotherm热仿真软件解决了一台用于手机基站塔 顶放大器(TMA)的散热问题。热仿真结果表明没有充分利用外部散热器将放大
Flotherm软件技术性介绍

Motorola SPIL
AMCC
TI
Samsung OSE
Philips EBEI
.
FLOTHERM软件部分主要客户 航空航天及国防
¾Airbus(空中客车)
¾Naval Surface Warfare Center
¾Allied Signal(联合信号)
¾NASA
¾Boeing(波音)
¾Racal
•
-- FLOPACK 基于Web的IC封装热分析模型库
• FLO/PCB 专业电路板级热分析软件
• FLO/EMC 系统级电磁兼容性分析软件
• MICRO-STRIPES (宽带)微波设备及天线电磁仿真软件
• FLOVENT 环境级通风换热及洁净室设计软件
.
FLOTHERM软件 主要应用领域
计算机制造业
是 停止
.
热仿真分析的基本理论
Flotherm软件使用Monte-Carlo法,可以 进行基于面积细分高精度的辐射计算
Байду номын сангаас
• 一般的辐射计算如何进行? – 将整个平面取中间一点进行视角计算 – 将整个平面的温度值取平均进行辐射计算
• 面积细分后你会看到什么现象呢?
– 平面上的局部热点
– 表面上的温度梯度分布
.
Flotherm软件技术介绍
段宗宪 Flomerics中国代表处
.
Flomerics公司历史简介
¾ 1988年由几位CFD和传热学技术先驱创立于英国,目前是伦敦股票交易所上市科技公司(代号 FLO) ¾ 全球第一个开发专业针对电子散热的仿真分析软件(目前占全球市场80%份额),全球第一个 协同电子散热与系统及电磁兼容仿真设计平台的公司。15年来一直专注于电子行业散热与电磁兼容 (EMC)科技的研究、分析和技术支持,是全球散热和系统级电磁兼容分析软件的领导者
flotherm教学资料

6
學習項目 1
學習項目 熟悉各種工作視窗
7
熟悉各種工作視窗
No 1 2 3 4 5 6 7
工作視窗 Project Manager Drawing Board Flow Motion Tables Profiles FLO/MCAD Visualization
8
熟悉各種工作視窗
No 1 2 3 4 5 6 7
切換 指標/游擊手 叫出/關閉 繪圖列 隱藏物體 回覆至原來的畫面
16
細部操作 於上課中詳述
學習項目 3
學習項目 熟練各種模型的建法
17
熟練各種模型的建法
No 工作視窗 1 2 3 4 5 6 7
功能
產生一個 矩型體
用途
最常用 機殼上的通風口 CPU 的熱源
Cuboid
Resistance 產生一個 流阻 Source PCB Enclosure Fan Region
細部操作 於上課中詳述
25
學習項目 4
學習項目 利用MCD將Pro/E的圖型轉入Flotherm
首先, 將 Pro/E 的圖轉成 IGS 檔.
26
啟動 FLOMCAD 視窗
27
呼叫 IGES 檔案 1
28
呼叫 IGES 檔案 2
選擇要轉入的 IGS 檔.
29
呼叫 IGES 檔案 3
轉入成功!
指標: 選取
14
學習項目 2
學習項目 熟練快速鍵
15
快速鍵
No 快速鍵 功能 1 2 3 4 No 快速鍵 功能
F3 F4 F5 F6
目錄管理:獨立出來 目錄管理:完全關閉 目錄管理:回到上一層 目錄管理: 完全展開
flotherm收敛标准

flotherm收敛标准
FloTHERM 是一种热仿真软件,用于分析和优化电子组件和系统的热管理。
收敛标准指的是在进行热仿真分析时,确定什么样的条件下认为计算结果达到了收敛。
在 FloTHERM 中,一般会设置两个主要的收敛标准:
1. 温度收敛标准:指定了系统中所有节点的温度差异的阈值。
通常情况下,当节点之间的温度差异小于该阈值时,认为仿真结果已经收敛。
2. 时间步长收敛标准:指定了仿真过程中时间步长的变化率的阈值。
时间步长是用于计算系统瞬态热响应的一个重要参数,当时间步长的变化率小于该阈值时,认为仿真结果已经收敛。
当系统达到了这两个收敛标准时,即认为仿真结果收敛,可以得到可信的温度分布和热流信息。
海基科技热设计软件FloTHERM

模型库包含数千种器件和基本形体的 FloTHERM 模型,如:风扇、鼓风机、元器件、
散热器、材料、热界面材料等
与物体相关联的网格模式使建模和网格生成一步完成
可视化
高级 MCAD 与 EDA 数据接口
FloTHERM 拥有业内最优秀的 MCAD 和 EDA (Electronics Design Automation, 电子设计自动化) 接口。 FloTHERM 不仅可兼容 Creo Parametric,Solidworks,CATIA 以及其他主流 MCAD 软件数据,支持模型的导 入和导出;另外,FloTHERM 的 EDA 接口不但支持 EDA 软件的 IDF 格式 PCB 板模型导入,还可直接接 口读入 Allegro, Board Station 以及 CR5000 等软件的走线、器件参数、过孔等详细模型。
同时也可执行成本函数的自动循序优化 (SO)。这种基于梯度的方法将对原始模
型不同变量建立新模型并对之运行求解,这种方法能够无误地选出并确定最优热设计求解方案。循序 优化可帮助理解设计约束 (比如最高元件温度),并将这些信息包含在软件自动选取的最优方案中。
海基科技
网格
FloTHERM 采用正交网格技术,同时采用先进的非连续嵌入式网格和 Cut Cell 网格切割技术。局域化
海基科技
网格功能可在需要时进一步细化网格,将求解时间缩至最短。 FloTHERM 软件配有专门针对于电子散热行业的半自动网格技术。FloTHERM 网格与 SmartParts 紧密 关联,网格生成在 FloTHERM 中处理为建模的一个步骤,用户可控制网格细化程度。FloTHERM 是唯一一款 使用与物体相关联的网格模式的分析软件,避免了模型修改时重新生成网格。 FloTHERM 可视化后处理模块专为提高电子设备散热设计速度而研发。完全逼真的模型、三维流动动 画和工具处理温度的动态变化以及流动结果协助工程师迅速高效地发现热设计问题所在并将设计改进可视 化。动态流线和示踪粒子运动图方便了工程师同不具备热设计概念的同事交流。
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真结果表明,这一方法可以有效的降低散热器基座的温度。
13.PCB设计优化文章 描述了如何应用热仿真对PCB板散热性能进行优化设计。这一PCB板是通过楔 形装置紧锁在机箱内,并且对机箱外部的散热器翅片进行强迫风冷。在一些 恶劣的环境条件下,根据局部环境空气温度并且以导热为主要散热方式,如
6.Flotherm软件在电子设备热设计中的应用 CFD软件可以较为准确地仿真模拟电子设备或其组合体的温度场,因而可以应 用于电子设备的热设计。本文应用CFD仿真模拟软件Flotherm辅助对某型号电 子设备进行热设计,对设备的风道阻力特性和温度场进行了模拟计算,确定
了合理的风机型号和电子元件的位置布置。
5.FloTHERM IC-中文 FloTHERM IC 基于 FloTHERM PACK 的成熟技术智能参数建模技术,但是扩
展了它的功能
FlOTHERM应用:
FlOTHERM在电子冷却散热中的应用:
1.DELPHI 简化模型使热设计彻底变革
随着领先的软件供应商推出 DELPHI 简化模型,元件级热设计领域向前迈进 了很大一步。本文显示了 DELPHI简化模型是如何成为真实电子冷却中预测 IC 封装性能的重要选择。尽管双热阻模型在一些设计条件下是有用的,但由 于 DELPHI 具有良好的特性和计算效率,热设计界已经开始使用 DELPHI简化
,FloTHERM PACK 基于网络的应用,包含了每一类型器件的参数驱动菜单。 使用您标准的网络浏览器,在 FloTHERMPACK 内描述您需要的IC封装.
3.FloTHERM PCB通过仿真优化 PCB 协同设计
FloTHERM PCB 是一款独特的、新型的软件程序,将印刷电路板 (PCB) 概念 研发合理化,保证良好的热设计并加快 PCB 设计流程。FloTHERM PCB 促进 产品营销、电子工程师和结构工程师就 PCB 设计的合作,尤其是在设计的概 念阶段。
模型。
2.Mentor Graphics FloTHERM XT:从概念设计阶段覆盖至设计验证阶段的电 子散热方案 从概念设计阶段覆盖至设计验证阶段的电子散热方案
3.FloTHERM_XT_在电子冷却方面引领革新.pdf Flotherm XT已经发展到方便的从概念到验证电子设备的热设计,用一个统一 的数据模型,在和其他机械设计自动化的进口数据无缝能力(MDA)或EDA源 在一个特定的设计过程中所需要的。
系统设计。使用传统的设计和测试方法研发出一种全新的符合规格要求的散
热片需投入长时间。然而Crane公司工程师Mark Resler利用热仿真软件模拟
了不同的散热片结构,并最终选取一款性能最好并能配置于固定板或支架上
的与众不同的设计。
8.减少热风险是产品成功的重要因素 随着现今系统内PCB板和热功耗的增加,需要有足够的气流流经每一块PCB板 ,从而保证其不会突然失效而不能工作。
11.电子系统基于热阻和热容测量得到的结构函数的分析 阐述了瞬态热测量中基于结构 函数的评估方法,它最适合于表示复杂的半导 体封装的热流路径的特性。结构函数是用“图形”表示热系统RC 模型。借助
结构函数,不仅可以高精度的测量半导体器件封装内部热流路径中的部分热
阻和部分热容,比如Die Attach 层;还可以高精度的测量 PC B(印刷电路
4.运用FloTHERM XT™, FloTHERM和T3Ster解决 平板电脑中的热设计问题 以往在手提电脑和台式电脑上运行的应用程序,现在也能够在手持设备上运 行了。手持设备外形较小,且需要采用被动式散热,在此条件下提供良好的 性能将面临更大的挑战
5.同时降低MOSFET和PCB温度--底侧冷却技术一举两得
2.热分析与热设计技术(上) 热与冷都会对电路造成负面影响。在极高温下,芯片可能烧毁(图1)。更 常见的情况是,如果你的设计达到未曾预料的温度,很多部件都可能超出规 定极限。当出现这种情况时,电路就可能表现出难以预料的行为。另外一个 情况也同样值得关注,即电路温度从热到冷,然后又从冷到热。这种状况会 造成热冲击,也会毁坏元件。
仿真软件FlOTHERM 资料(一)
更新时间:2014-10-30
1.FloTHERM整体介绍
2.FloTHERM PACK 快速生成优化的半导体封装热模型 FloTHERM PACK 是一款给予网络的软件程序,它以最小的投入,生成IC封装
Hale Waihona Puke 和相关器件可靠、精确的热模型。为了满足行业对封装设计创新的快速反应
7.调整风冷电子产品设计过程中的热设计策略
如果遵从热设计的基本原则进行设计,经过热设计之后的电子系统性能更好
、可靠性更高,并且使用寿命更长。
8.Flomerics软件优化散热设计
Flomerics软件优化散热设计
9.Yeti_FloTHERM_PCB_17-02-05
10.FloTHERM演示电路板的回流焊
何实现正常的元件结温成了一大难题。
14.AMCC使用Flotherm和Flopack减少集成电路封装开发成本 AMCC利用Flotherm和Flopack对倒装芯片/线焊热性能比较减少集成电路装开 发成本
15.FloTHERM软件基础与应用实例-样章.pdf
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板)板、表面对空气边界层、接触热阻等电子部件外部的热流路径中的部分
热阻和部分热容。
12.仿真帮助解决塔顶放大器严重的散热问题 Thermacore使用Flomerics的Flotherm热仿真软件解决了一台用于手机基站塔 顶放大器(TMA)的散热问题。热仿真结果表明没有充分利用外部散热器将放大
器芯片内部的热量去除,从而导致了芯片过热。通过对每一个芯片增加一个
间。”
6.利用热仿真验证电机设计和减少散热器重量 “FLOTHERM 对散热器和LSM支撑结构之间的导热量以及进入到空气中的热量 提供了详细的信息,仿真的结果表明通过减少翅片数和改变翅片间距和厚度 可以达到与最初设计方案相同的效果,但散热器的重量仅仅为最初方案的1/3
7.热仿真加快垂直水平两用散热片设计 Crane航空&电子公司使用Flomerics公司的Flotherm热仿真软件研发一种在垂 直或水平方向工作的新型散热片。该散热片是为一商用航空公司的直流电子
4.热分析与热设计技术(下)
5.热仿真帮助解决热耗率1.7 kW的 14U 机箱散热难题 (TCS) 使用Flomerics公司的 Flotherm软件解决了热耗率1.7 kW的14 U机箱 散热问题。Amphenol的工程师Chris Heard对产品进行了仿真,其中包括了14 个100 W 和2个150W的PCB板。Heard说:“这个项目很好的展现了在设计过程 的初期如何进行热仿真,从而减少后期改动所造成的花费和缩短产品上市时
4.FloTHERM 和 FloMCAD Bridge之间的智能整合 Mentor Graphics 公司的 FloMCAD Bridge 能将结构设计 (MCAD) 软件(比
如 Pro/Engineer, SolidWorks, CATIA 等)中的数据快速方便地输入到
FloTHERM中进行热分析。
FloTHERM演示电路板的回流焊
11.FloTHERM应用案例-English FloTHERM应用案例
12.FloTHERM 对通讯柜散热分析
FlOTHERM在芯片领域的应用:
1.如何利用热仿真对倒装芯片和线焊的热性能比较以减少集成电路封装成本 在双端口10G/bit以太网物理层集成电路研发的早期,AMCC(Applied Micro Circuits)工程师就面临一关键性选择。由于高性能芯片存在严重的热管理 问题,工程师不得不从倒装芯片与线焊封装两者择一,前者具有最佳热性能 ,后者则更便宜。
3.热分析与热设计技术(中) 热与冷都会对电路造成负面影响。在极高温下,芯片可能烧毁(图1)。更 常见的情况是,如果你的设计达到未曾预料的温度,很多部件都可能超出规 定极限。当出现这种情况时,电路就可能表现出难以预料的行为。另外一个 情况也同样值得关注,即电路温度从热到冷,然后又从冷到热。这种状况会 造成热冲击,也会毁坏元件。
9.固态功率组件热耦合效应研究 基于热叠加原理论研究了固态功率组件中多个离散分布的集中热源的热耦合 效应,并证明强迫对流下应用热叠加原理计算的温度场与整场系统数值模拟 的结果相当吻合,用它来进行热耦合效应的分析研究是有效的。
10.大功率双极型晶体管热瞬态测试的机遇与挑战 双极型晶体管(BJT)是一种典型的功率器件。因此,分析它们的散热性能 是散热工程师最常见的任务之一。相应地,有很多热测试标准描述了其测试 条件,如: 测试环境、功率加载、 据采集 。