FloTHERM--热设计软件你知多少
Flotherm软件技术性介绍
φ
φin
(CS)
φ out
控制体积
Vout
Vin
.
计算 流程
热仿真分析的基本理论
设定计算初场(压力\速度\温度)
更新初场值(压力\速度\温度)
求解动量守恒方程 (u, v, w速度分量).
利用质量守恒方程修正压力值
求解能量守恒方程与湍流模型,修正温度值
否
收敛否?(各网格是否达 到动量\质量\能量守恒)
¾GEC Marconi Avionics
¾Thales(泰雷兹航空电子)
(马可尼航空电子) ¾Thomson CSF(汤姆逊-CSF )
¾Harris(哈里斯航空电子)
¾TRW
¾Lockheed Martin (洛克希德马丁 )¾Westinghouse
¾Loral(劳拉卫星)
¾Matra BAe(马特拉–航太)
4)Matra-Marconi(马特拉-马可尼)
5)Loral(劳拉卫星)
.
FLOTHERM软件部分国内客户
FloTHERM方案
FloTHERM方案1. 购买FloTHERM的必要性：随着电子设备使用环境多样化、设备小巧化、热耗上升化、功能多样化等的发展趋势，而热温是电子设备产生故障率的主要因素，所以发热问题被确认为是电子设备结构设计所面临的三大问题(强度与振动、散热、电磁兼容)之一。
FloTHERM是解决电子设备散热问题最专业的仿真软件，能在最短的时间内解决电子设备的散热问题。
密闭机箱里有发动机、电路板以及大量的电子元器件，这些电子设备在工作运行中，将产生大量的热，尤其是在单位面积内，热流的密度会非常的大，而这些热量如果不能及时散去，将影响其正常使用，并对整个操作设备造成不可估量的影响，高温甚至会损坏这些电子设备，造成不必要的浪费，增加我们的企业成本。
针对以上的问题，应用专业的散热分析软件FloTHERM可以做到：A对密闭机箱里的所有热源进行详细的分析；B 对机箱里的热量、热流动状态等进行定量分析；C 对机箱里的电子元器件进行合理布局；D很好地解决密闭机箱里的散热问题；E 避免密闭机箱里潜在的散热问题……2. FloTHERM的功能特点：FloTHERM的适用范围：元器件级：芯片和器件封装级热分析和热设计；板级和模块级：PCB板级和模块级热分析和热设计；系统级：机箱机柜等系统级散热方案的选择优化、散热器件的选型；环境级：机房、外太空等大环境的热分析及热设计2.1 完整的智能部件库，覆盖了与热设计有关的全部电子部件；2.2 多级参数化智能电子器件，同一项目可提供简约模型和详细模型；2.3 与Windows资源管理器风格一致的项目管理器，可以用拖拽方式管理项目；2.4 CAD风格的图标模型菜单，设计师按照设计习惯快速建模；2.5 多重嵌入式局部化网格，在确保计算精度的同时，可大大提高计算效率和处理复杂结构的能力；2.6 模型与网格动态关联，建模和网格一步完成；……3. FloTHERM及代理商的优势：3.1 FloTHERM软件的优势：FloTHERM作为全球第一款专业从事电子热设计的仿真分析软件，具有非常大的优势：（1）核心热分析模块：简单的建模方式：节省建模时间；笛卡尔网格：加快计算速度；集成的经验公式：加速计算并保证准确度；（2）结果动态后处理模块：简单的操作：节省后处理时间；丰富的结果表现形式：方便项目人员的协作沟通；（3）优化设计模块：先进的优化算法：保证优化结果的可靠性；目标驱动的自动优化设计：减少工程师的工作量；（4）标准IC封装模型库：丰富的IC模型：方便下载以减少建模时间；欧盟资助的生成模型算法：保证模型准确度；（5）通用CAD软件接口模块：支持多种模型格式：适用范围广泛；方便的操作：缩短建模时间；（6）通用EDA软件高级接口模块：支持多种EDA格式：方便电子工程师与热工程师协同工作；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；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。
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学习教程
4
Sloping Block
产生一个 斜板体
5 Cylinder 产生一个 圆柱体 几乎不用
6 Monitor
产生一个 温度监测 点
一定要用
绘图指令列
调整显示工具
翻转
显示, 隐藏 网格 对齐工具
视角视窗切换 工具 自动对齐工具
测量尺寸工具 指标 与 手 切换工具 背景顏色 切换工具
一些技巧
No 指令 1 Move 2 Pattern 3 Align 4 Collapse(压缩)
5 Decompose Smart Part
功能
移动物件
阵列复制
对齐物件
将3D物体压缩成一个平面. 常用于处理 锡膏, TIM 上. 注意: 被Collapse 的物体, 其厚度仍是存在的. 将模型 分解至 基本图型. 常用于 Heatsink, Enclouser
一些应用观念
No
在Flotherm 里, 可以建立3D物体, 也可以 1 压缩之, 使其成为2D平面. 2 后建的物体会 ‘’吃掉‘’ 先建的物体 3 Fan 可以 ‘’吃掉‘’平面的Cuboid
冷板、TEC(半导体制冷器)等电子设备内的常有器件的参数 化模型建立：
TEC和机箱型
离心风扇与轴流风
Flotherm 的建模
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，同时也提供热源和阻尼模型的建立，将器件 的热源特性和阻尼特性进行输入仿真：
薄板模型
热阻-热容网络模型
在中间栏位 输入 PSU, 按 Save. (此动作是 4 在 Library 里建立一个PSU 的群组, 并将
PSU1存此此群组下.)
Flotherm软件学习总结
3.2 增加热源
右键点击项目管理器窗口中的source( 热源)，进入location(安臵)菜单， 可对热源进行添加及尺寸修正。右键点击source，进入菜单，点击New 创建一个新的热源。点击Define进行定义，选中Activate激活。在Total Source中输入总功耗。点击Attach应用此此热源属性。
Flotherm软件学习历程
Flotherm软件的学习汇报
汇报人：XXX 2012年10月28日
汇报内容
1.flotherm软件简介； 2.创建项目和实体； 3.设定环境条件及增加热源； 4.定义网格约束； 5.变量求解和结果分析.
1.软件简介
FLOTHERM是一套在电子电路设计中使 用率极高的电子系统散热仿真分析软件。 它方便用户快速创建电子设备虚拟模型， 运行热分析，在建立物理样机之前迅速便捷 地测试设计修改。 此外FloTHERM使用高级CFD技术预测元 器件级、板级、系统级的电子设备气流、温 度及热传导。
5.1 变量求解
False Time Step 设臵类瞬态的参数，用来抑 制除压力以外其他变量的求 解或者调低变量的松弛因子。 Termination Residual 设臵收敛容差，也就是设臵 某变量在求解过程中可接受 的总的误差。 Inner Iterations 设定选定变量线性方程求解 内部迭代的最大步数
Iteration
Ite ra tio n
收敛
高位震荡
发散
5.2 结果分析
1. 温度梯度较大的位臵网格数量不足或者不 同的网格划分到同一网格； 2. 对于高位、稳定震荡的问题，可以通过 调整虚拟时间步长，残差曲线处于10到50之间 高位震荡时，需要减小False time Step即增加阻 尼，减少每两步迭代的差值；当残差曲线处于 10到50之间高位稳定时，操作相反。 3. 对于发散问题，首先检查在建模中是否 有错误，然后查看网格设臵。
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
最全的热设计基础知识及flotherm热仿真
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精选2021版课件
热传导
热阻Rja：芯片的热源结（junction）到周围冷却空气（ambient）的总热 阻，乘以其发热量即获得器件温升。
热阻Rjc：芯片的热源结到封装外壳间的热阻，乘以发热量即获得结与壳的温差 。
热阻Rjb：芯片的结与PCB板间的热阻，乘以通过单板导热的散热量即获得结 与单板间的温差。
特点：
1）为最常见的界面导热材料，常采用印刷或点涂方式进行施加。 2)用于散热器和器件之间，散热器采用机械固持，最主要的优点为维修方便, 价格便宜。 3）因可以很好的润湿散热器和器件表面，减小接触热阻，所以其导热热阻很 小， 适合大功率器件的散热。 4）使用时需要印刷或点涂，操作费时，工艺控制要求较高，难度大。
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精选2021版课件
导热介质-导热脂
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精选2021版课件
导热介质-导热脂
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精选2021版课件
导热介质-导热脂
我公司现有导热硅脂
供应商
型号
我司编码
导热系数(W/mk)
工作温度（摄氏度）
北京美宝 T-50
1040100171 0.785
-60~200
其他一些常用导热硅脂
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精选2021版课件
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精选2021版课件
热辐射
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精选2021版课件
电子设备冷却方法的选择
温升为 40℃时 ，各种 冷却方 法的热 流密度 和体积 功率密 度值
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精选2021版课件
电子设备冷却方法的选择
冷却方法可根据热流密度和温升要求，按照下图关系进行选择。这种方 法适用于温升要求不同的各类设备
由此图可知，当元件表面与 环境之间的允许温差ΔT为60 ℃时，空气的自然对流（包 括辐射）仅对热流密度低于 0.05W/cm2 时有效 。强迫风 冷可使表面对流换热系数大 约提高一个数量级，如在允 许温差为100 ℃时，风冷最 大可能提供1W/cm2 的传热 能力。
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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2、有材料属性的部件，可以添加热源属性，注意输入的是热负荷。比如一个部 件功耗1KW，有效输出900W，那么转化为热量输出的就是1000－900＝100W，在 theFloTHERM XT 最新研发进展.pdf
2. 海基科技FloEFD专题网络培训教程.pdf
因此，需要学习：传热学，了解三种传热方式； 流体力学，充分理解对流散热； 数值传热学：用来了解什么是离散方程，要求解那些方程； 最后是相关的行业经验的。在PC行业的大牛，到了通信行业，也需要一个积 累沉淀的过程。
2.FloTHERM软件对电脑的软硬件有哪些要求
官方给的最低硬件配置是：CPU：奔腾III 1GHz，内存：1GB，显卡：支持 OpenGL，64MB显存，1024X768分辨率 软件是32位或64位的win XP，win vista，win 7，win server 2003 & 2008 这个配置只是可以运行软件而已。针对你的应用，需要什么配置还要看你的 模型大小，能接受的计算时间。不过现在计算机随便都是4G内存，2GHz以上的 CPU主频，跑个300万网格是没有问题的。
3.FloTHERM软件在模拟电子产品散热时，其是如何工作的？
和普通的cfd软件相比，flotherm集成了建模，网格划分，计算仿真，后 处理与一体。也可以在flotherm中完成所有的热仿真需要的工作。
4.FloTHERM软件进行散热仿真，主要包括哪几步？
建模，网格划分，计算仿真，后处理
5.FloTHERM软件的模型数据库如何？
8.FloTHERM航空防务电子散热分析解决方案20120810.pdf
9.Flotherm电子产品热分析高级培训使用技巧
一.问答： 1.FloTHERM软件的技术基础是什么
flotherm针对的是电子散热。在地面上的电子产品，散热最主要的方式就是
对流，辐射和传导占的比例小。但是往往这3种方式同时存在的。
型调整后，如果几何变化不大就可以用原来的视角数据进行计算，节省计算时间
。
7.在用flotherm做热设计时，手机L型主板如何建模？
两块板拼在一起，你导入后一样是自动给你分成两块的。
8.一本教材上介绍说射流冲击散热能明显提高表面换热系数，提高散热效 果。请问这种方式对风机有什么要求？为什么我用普通的风机在 flotherm中做仿真，发现增加孔板后，效果反而更差？
模型库非常丰富，有散热器，风扇，界面材料，热电片，机箱，防尘海绵 ，各种封装的芯片等等。
6.FloTHERM软件进行辐射计算时，采用的算法是？
flotherm中计算辐射时采用灰体假设，认为物体表面反射为漫反射，不考虑 散射以及物体参与的影响。表面之间的视角（view factor）采用蒙特卡洛方法 计算。其辐射模型与fluent中的S2S类似。 在使用时，可以先计算视角，flotherm会保存视角数据。再次计算时或对模
冲击散热要求的流速很高的，一般的风机提供不了这种流速。你增加孔板后
，速度没提高多少，倒是流量降低了很多。总的效果是降低的。
你提到的冲击散热，讲到的只是个换热系数而不是总的换热量。如果保证总的流 量是不变的，那么流速越高，效果越好。
9.使用FloTHERM软件进行电子产品散热分析的最大优势是什么？
1.精度高，如果用的好。 最早的针对电子散热领域的CFD软件。模型库也很多。 2. 计算速度快，可计算的网格数量大，容易收敛 3. 不仅仅是数值计算，还包含了很多经验总结 较接近 所以计算结果与实际情况比
8.一本教材上介绍说射流冲击散热能明显提高表面换热系数，提高散热
效果。请问这种方式对风机有什么要求？为什么我用普通的风机在 flotherm中做仿真，发现增加孔板后，效果反而更差？
9.使用FloTHERM软件进行电子产HERM XT 最新研发进展.pdf 2. 海基科技FloEFD专题网络培训教程.pdf 3.典型芯片的自然对流散热.pdf 4.FloEDA、FloMCAD基础介绍、FloTHERM网格剖分思路.pdf 5.练习题1：FloTHERM的基本操作.pdf 6.练习题2：建立、求解、分析一简单的电子设备机箱.pdf 7.FloTHERM软件在汽车电池散热CFD解决方案.pdf
FloTHERM--热设计软件 你知多少
更新时间：2014-7-22
目录： 一.问答 1.FloTHERM软件的技术基础是什么 2.FloTHERM软件对电脑的软硬件有哪些要求 3.FloTHERM软件在模拟电子产品散热时，其是如何工作的？ 4.FloTHERM软件进行散热仿真，主要包括哪几步？ 5.FloTHERM软件的模型数据库如何？ 6.FloTHERM软件进行辐射计算时，采用的算法是？ 7.在用flotherm做热设计时，手机L型主板如何建模？
FloEFD故障排除、FloEFD电子冷却模块、FloEFD HVAC模块、FloEFD解决旋转问题
3.典型芯片的自然对流散热.pdf
4.FloEDA、FloMCAD基础介绍、FloTHERM网格剖分思路.pdf
5.练习题1：FloTHERM的基本操作.pdf
6.练习题2：建立、求解、分析一简单的电子设备机箱.pdf
7.FloTHERM软件在汽车电池散热CFD解决方案.pdf
8.FloTHERM航空防务电子散热分析解决方案20120810.pdf
9.Flotherm电子产品热料，不是很会。求 高手解答：我把整个产品导入进了flotherm，是不是每一个part都要加 上材料属性呀？好多找不到，比如热源有了材料属性后，是否可以直接 加一个功耗就行了？
1、和传热有关的部件都需要添加材料属性，这样才能进行传热计算，其他和传 热无关或关联较小的部件可以不添加材料属性，例如机柜内风道隔板等。