FloTHERM热仿真软件

时间： 2022-07-22 来源：贝思科尔

技术问答

FloTHERM以CFD（Computational Fluid Dynamic，计算流体动力学）原理为基础，对系统在层流、湍流或过渡态状态下的导热、对流及辐射情况进行求解，获得系统流动传热的全景。在产品开始设计的最初期，工程师就可利用它创建虚拟模型，对多种系统设计方案进行评估，识别潜在散热风险，规避样机试制风险，减少重复设计，缩短开发周期，降低成本。

FloTHERM自1989年推出以来，在电子行业得到迅速推广使用，获得客户高度认可，一直是电子散热领域市场份额最高的CFD分析软件。全球电子行业前20家公司，19家使用FloTHERM做热分析；全球电子行业100强公司，80家使用FloTHERM！一直引领整个电子冷却行业的技术发展。

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；

全面的电子散热仿真能力

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，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；

FloTHERM核心功能：

FloTHERM核心热分析模块：利用它可以完成模型建立、网格生成、求解计算等基本功能；支持多CPU或多核CPU的FloTHERM软件求解器升级，在多CPU或多核CPU的电脑上可以显著提高FloTHERM软件计算速度，减少计算时间，提高热分析效率；

Visual Editor先进的仿真结果动态可视化后处理模块：用于仿真结果的可视化输出，可以观察FloTHERM软件的模型、尺寸和参数以及各种分析结果（包括温度场、流场、压力场的截面云图、等温/等压面、动态气体/液体粒子流等），对比各种设计方案结果、自动生成分析报告；

Command Center：优化设计模块：进行目标驱动的自动优化设计，可以进行温度场、流场、重量及结构尺寸等方面的自动优化设计：包含DoE（实验设计法）、SO（自动循序优化法）、RSO（响应面法优化法）等先进优化方法；

FloEDA电子电路设计软件（EDA）高级接口：不但支持以IDF，ODB++数据格式导入EDA软件PCB板模型，还有直接接口读入Allegro(Candence)、BoardStation 和 Expedition(Mentor)及 CR5000(Zuken)等EDA软件PCB模型的布线、器件尺寸和位置、过孔等详细信息，并可过滤选择各种器件的导入；

通过FloEDA接口模块进行PCB模型导入

FloMCAD Bridge机械设计CAD（MCAD）软件接口模块：用于机械CAD软件的模型导入和导出，不但完全支持Pro/ENGINEER，Solidworks，Catia, NX等机械CAD软件几何模型的直接调用并自动简化，还可以通过IGES、SAT、STEP、STL格式读入如Siemens-NX、I-DEAS和Inventor等MCAD软件建立的三维几何实体模型，并进行参数优化，可以大大减少对复杂几何模型的建模时间；

通过FloMCAD Bridge接口模块进行结构模型导入

FloTHERM.PACK：基于互联网的标准IC封装热分析模型库，全球唯一符合JEDEC标准的基于互联网实时更新下载的IC封装热分析模型库，用于芯片热封装模型的建立；

SmartParts参数化的建模功能：FloTHERM软件提供了专门应用于电子设备热分析的参数化模型创建宏（SmartParts）技术，提供了电子设备的参数化三维建模，能够迅速、准确地为大量电子设备建模：

1）基本几何形体的建模：提供了立方体、棱柱、圆柱、圆球、斜板等基本形体的模型建立；

2）典型电子器件的建模：提供了机箱、风扇、散热器、滤网、热交换器、热管、冷板、TEC（半导体制冷器件）等电子设备内的常有器件的参数化模型建立：

内置模型数据的厂家

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，同时也提供了热源阻尼模型的建立，将器件的热源特性和阻尼特性进行输入仿真：

4）高级Zoom-in功能：可将上级模型计算结果作为下级模型计算的边界条件，使得模型计算结果层层传递，从系统级到子系统级，简化计算过程，减轻工作量，从而大大缩减模型分析时间。

FloVIZ—独立的仿真结果动态后处理软件：完全免费提供，可以自由无限安装（无需licence）可以实现Visual Editor的所有功能。

专业稳定的求解器

1）求解器：采用专门针对电子散热的有限体积法求解器，与传统的CFD求解器不同，FloTHERM求解器不但应用了数值方法的解算，同时结合了大量专门针对电子散热而开发的实验数据和经验公式。这些实验数据和经验公式多数为FloTHERM独家拥有，是公司专注于电子设备热设计行业二十多年最为宝贵的财富之一；

2）收敛准则：FloTHERM为CFD软件在电子热仿真领域的应用定义了严格的收敛准则，一个良好的收敛准则必须符合：保证收敛可靠，即如果软件认为收敛，就应该得到一个真实可靠的解，而不需要纯粹依靠人的经验去判断结果的可靠性，FloTHERM软件完美地实现了以上要求。

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软件的网格不但在质量上更容易得到保证，而且解算时占用的内存和CPU资源都比其它软件少四分之三以上。

多层嵌入的局部化加密网格技术

T3Ster Detailed Model Calibration详细模型校准：通过导入T3Ster生成的带有器件封装的结构函数测试结果并自动进行热模型校准，通过对某些不确定参数进行合理设计并计算，得到FloTHERM热模型和T3Ster模型匹配的结果，最终达到精确建模和验证的目的。

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