FLOEFD的案例
FLOEFD：CAD嵌入式熱仿真，讓研發周期縮短75%
<p><strong>FLOEFD：熱仿真效率新標桿</strong></p><p><strong>告別低效CFD分析！FLOEFD：CAD嵌入式熱仿真，讓研發周期縮短75%</strong></p><p>在工業產品研發領域，流體流動與熱傳導仿真（CFD）是保障產品性能的關鍵環節，但傳統CFD分析卻常年陷入“低效困境”：CAD數據轉換耗時久、網格劃分動輒數天、仿真只能在設計后期介入，一旦發現問題返工成本極高，成為研發流程中的“拖油瓶”。</p><p>而Simcenter FLOEFD的出現，徹底打破了這一僵局——作為一款完全嵌入CAD環境的CFD軟件，它將熱仿真分析前置到設計早期，為工程師打造了“CAD內一站式完成流熱分析”的高效解決方案。</p><p><strong>原生CAD適配，從源頭省時間</strong></p><p>FLOEFD深度兼容NX、Solid Edge、CATIA、Creo等主流CAD軟件，無需轉換CAD幾何體即可直接開展流體流動與熱傳導分析。這一特性徹底消除了傳統CFD分析中“數據格式轉換”的耗時環節，工程師無需在CAD與仿真軟件間反復切換，設計與仿真的銜接效率提升數倍。更重要的是，原生CAD幾何體的直接使用，避免了數據轉換過程中模型失真的問題，為仿真結果的準確性筑牢基礎。</p><p><strong>早階仿真介入，研發周期直降65-75%</strong></p><p>傳統CFD分析往往只能在設計定型后開展，而FLOEFD支持在開發設計早期就完成流熱仿真與分析。工程師可基于設計初稿快速評估幾何體、邊界條件修改對產品性能的影響，提前發現并解決流熱問題，避免后期大規模返工。數據顯示，相比普通CFD方法，FLOEFD可將研發時間縮短65-75%，大幅降低研發成本，加快產品上市節奏。
展開 FloEFD 參數研究（Parametric Study ）指南（1）
注意，FloEFD 圍繞整個模型自動創建計算 海基科技
域。所以，當模型對稱，平面 Z=0 后，我
們可以利用對稱特性減少計算量。
選擇 FloEFD analysis tree, 右擊 Computational 海基科技
Domain, 選擇 Edit Definition…
在 Size 欄設置 Z max =0.0m 。
在 Boundary Condition 欄 設 置 Symmetry
boundary condition(對稱邊界條件) 為 Z Max 。
FloEFD 參數研究指南 (EFD.Lab V9.1) – 簡易彈簧閥 海基科技
展開 FloEFD在改善燃油閥性能方面的應用
FloEFD在改善燃油閥性能方面的應用
背景介紹
Shaw Aero Devices 公司是專門生產航空應用的閥門。 Shaw 的客戶預定了大量的螺線管閥門，這個閥門與Shaw 以前生產的某個閥門產品非常相似。但 Shaw 的閥門必須要滿足一些客戶的要求。
這些螺線管閥門主要用于無人駕駛飛機的燃油控制。歧管內有六個這樣的閥門控制油箱內的油路分布和燃油消耗時保持飛機的平衡。無人駕駛飛機的制造商通過使用更小的燃油泵來增加飛機的有效載荷，這種更小的燃油泵很輕但足以克服標準 Shaw 閥引起的流體壓力損失。為了爭取獲得閥門訂單， Shaw Aero Devices 需要重新設計閥門以消除閥門突縮引起的額外壓力損失。并且整個閥門的研發時間必須滿足客戶時間要求。
Shaw 的工程師清楚的知道重新設計閥門需要至少三個閥門樣品。他們需要將閥門壓降減少 88% 。三個樣品是否足夠？誰能保證一定成功？
解決方案
Preble 使用 Mentor Graphics 的 FloEFD 仿真模擬了最初的閥門設計方案，在一天時間內完成了閥門仿真分析。盡管他有豐富的 CFD 背景知識和經驗，但是與 MCAD 軟件整合在一起的 FloEFD 減輕了他的工作量，主要是因為不需要在 MCAD 和 FloEFD 軟件之間進行模型的傳遞和交換。從 FloEFD 的分析結果中發現最初設計方案閥門的某些方面有改進的可能，通過改變閥門的流量 Preble 能夠找到并且解決閥門所存在的問題。 FloEFD 減少了仿真分析的時間，主要是閥門方案分析時軟件可以自動探測流體和固定區域。
結果描述
從最初閥門方案獲取的信息對整個項目至關重要。首先，可以證明 FloEFD 可以獲得與實測相一致的仿真結果。其次，它可以提示哪些措施可以改進閥門性能。
展開 前端仿真驅動創新：西門子FLOEFD的行業價值與應用指南
? 高復雜度場景（如高超音速流動、燃燒仿真）：建議以傳統專業CFD為主，FLOEFD僅用于前期幾何可行性與初步性能評估。
總結
西門子FLOEFD以“CAD原生、智能高效、多場協同”為核心，打破了設計與仿真的壁壘，尤其適配新能源、電子、增材制造等快速迭代的行業。其價值不僅在于縮短研發周期、降低試驗成本，更在于推動工程師將“仿真思維”融入設計全流程，實現從“經驗驅動”到“數據驅動”的轉型。
未來，隨著AI與云計算技術的深度融合，FLOEFD在數字孿生、跨學科協同仿真中的潛力將進一步釋放。對于追求創新效率的企業而言，掌握其核心應用方法并結合行業場景優化，將成為產品核心競爭力的重要來源。
展開 
FloEFD 參數研究（Parametric Study ）指南 （3
圖4 – 目標匯總表
FloEFD 參數研究指南 (EFD.Lab V9.1) – 簡易彈簧閥
FloEFD成功為Bell Helicopter改進油箱設計、節省油箱成本
Bell 工程師使用 FloEFD 軟件劃分網格
2.解決方案
負責進行評估工作的工程師選擇FloEFD 對直升機油箱內部的氣體流動特性進行分析。她參考了 Bell 評估的詳細工作步驟和實際的油箱形狀。她從 Bell 整合產品團隊處獲得了初始條件，并且將其作為實體模型的邊界條件。在 FloEFD 完成網格劃分之后（圖17），她對油箱進行了詳細了分析，以獲得油箱分析的網格獨立解。油箱外部的溫度對于油箱的狀況有非常重要地影響。劃分的網格必須能夠精確的捕捉到流體流動方面的細小特征。
在網格劃分和定義完成之后，工程師對模型進行求解并且生成后處理可視化圖片（圖18）。FloEFD 也可以生成一個氧氣濃度隨時間變化的圖表。
圖18通過FloEFD生成了直升機油箱內氣體流動的跡線
3.結果描述
由仿真結果得到的氧氣濃度等值面圖表明油箱的某些區域沒有足夠的氣體進口。相應的這個潛在的設計風險被以比實驗測試低很多的代價進行證實和解決。其中的一個解決方案就是增加一個輔助的氣體再分配噴嘴。如果到了模型測試階段再發現這個問題，需要解決問題的花費是相當大的，并且有可能延誤項目的研發。
在沒有專業 CFD 分析專家介入的情況下，FloEFD 可以使工程師評估和改進方案設計。及時和精確的 FloEFD 分析節省了研發后期設計方案更改的費用。此外，工程師可以解決方案設計中的問題，從而節省了分析專家的人力和時間。
展開 FloEFD暖通空調模塊 – 讓建筑環境CFD模擬提升到新的水平
近發布的FloEFD暖通空調模塊為FloEFD帶來了諸多專門用于建筑環境模擬的功能。 FloEFD具有先進CFD（計算流體動力學）自動化方面的技術和功能，使用戶專注于應用，而不只是數字。能夠模擬空氣流動，污染物擴散，建筑環境的熱舒適性和熱功率的真實三維物理模型，CFD的普及大大擴大了設計師范圍。
乘員熱舒適性和室內空氣質量管理是綠色建筑設計關鍵的挑戰。如ASHRAE標準55-2004（包括在空間熱舒適性）和ASHRAE標準62.1-2007（包括可接受室內空氣質量的通風（IAQ））可以通過CFD模擬來確定。 FloEFD的暖通空調模塊能夠模擬以下指標，設計空間時確保可接受熱舒適的行為和IAQ水平最大化：
?預測平均投票（PMV）
?預計不滿意百分比（PPD）
?可操作（舒適）溫度
?通風裝置溫度
?空氣擴散功能指數（ADP）
?污染物排除效率（CRE）
?當地空氣質量指數（LAQ）
?氣流角度
輻射傳熱是任何特定的建筑環境的熱效率的中心。不管是否受短波太陽載荷或紅外輻射轉換的影響，FloEFD先進的輻射能力能夠模擬的模型如下：
半透明固體（固體的輻射吸收）
不同波長輻射
光譜的定義
表面的鏡面反射
折射率
從帶有弧形玻璃外墻的心房到裝有射流風機的停車場，從醫院隔離室到潔凈的制藥房間；FloEFD的暖通空調模塊和FloVENT提供了全方位滿足建筑環境設計需求的CFD方案。
如需閱讀英文原文，請點擊以下鏈接：http://www.simu-cad.com/cn/news/news_list.asp?id=574
需要試用該軟件，請在我們網站登記相關信息，我們會盡快跟您聯系：http://www.simu-cad.com/cn/contact/
展開 FloEFD熱仿真分析之軟件介紹
FloEFD熱仿真分析之軟件介紹
By CAE白堤
1、熱仿真設計準備與要求
思想上，對熱仿真設計有一定的興趣，且抱有持續學習的心態。理論上，至少需要對傳熱學（推薦陶文銓的數值傳熱學、圓山重直,王世學的傳熱學）、流體力學（推薦張兆順的流體力學、王洪偉的我所理解的流體力學,網上還有相關的視頻課程）、有限體積法（推薦李人憲的有限體積法基礎、如具有英文能力的，費斯泰赫的計算流體力學導論：有限體積法）等有所了解，如想進一步的提升，則在解決實際問題過程中不斷提升理論水平。軟件上，以入手最為簡單的FloEFD開始，相信對于熱仿真設計的新手或者結構設計師來說，這款軟件是個不錯的選擇，也足以應付工作中的一些散熱問題。至于Flotherm和Icepak相對難度較大，后續視情況再做分享。
2、 FloEFD軟件介紹
2.1優勢與特點
FloEFD是一款通用流體傳熱分析軟件。其使用有限體積法開發，可完全嵌入到CREO、Catia、SW等主流三維設計軟件。（本人的所有操作和案例在FloEFD 15.0 for CREO完成，如有需求，下載地址:https://pan.baidu.com/s/1H8DYhcKagoshDF7yM8WZaQ 提取碼:kl78，其他版本的可自行下載。）支持全自動網格和自適應網格劃分，具有層流、過渡流及湍流的自動識別和求解能力，具有自動求解收斂技術，仿真流程簡單思路清晰等，所以對于軟件使用者，能快速適應軟件，且省去了不同軟件之間轉換的問題，能極大降低軟件使用者對CFD專業背景的要求。
展開 FloEFD 參數研究（Parametric Study ）指南（2）
FloEFD 參數研究指南 (EFD.Lab V9.1) – 簡易彈海基科技簧閥
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22. 在 FloEFD Analysis tree 中選擇 SG
Y – Component of Force 1 goal 作為
參數研究的目標。點擊 Next 。
海基科技
23. 設置 Dependency type 為 Formula 。
在 Parameter definition formula box 中，
我們需要定義彈簧等式，比如，彈簧彈
力， FS=kx
當；
k=彈簧常量
x=彈簧壓縮距離
通過在 Parameter definition formula box
中輸入 5★可以將彈簧等式輸入，點擊
Add 。
輸入等式：
點擊Next 。
24. 設置 Study convergence criterion 為
0.001N ， Maximum number of
calculations 為 10。
選擇每一個新計算欄的 Create a new
configuration （創建一個新的結構）。選
擇Create a new configuration 才能保存研
究的每一位置的結果，否則只保留了最
后的結果。
點擊Next 。
FloEFD 參數研究指南 (EFD.Lab V9.1) – 簡易彈簧閥
展開 無縫嵌入MCAD環境的同步工程軟件FloEFD網絡技術講座
2012年10月25號晚上7點30分（周四）海基科技將要舉辦：“無縫嵌入MCAD環境的同步工程軟件FloEFD網絡技術講座”，讓您在電腦前就能實時地與海基科技的高級技術工程師進行交流和學習。
FLOEFD是一款無縫嵌入MCAD環境，可以同步實現設計-仿真的通用CFD軟件。
主要核心優勢：
1、
無縫嵌入MCAD環境中：完全集成在工程師使用的主流三維CAD環境中，直接在熟悉的3D CAD界面中進行仿真分析，而不需要工程師進行來回的導入、導出，縮短時間。
2、
向導式設置：FloEFD采用向導式的設置來進行仿真分析，不需要工程師具備很豐富的專業知識。。
3、
高效的網格劃分技術：FLOEFD可以自動識別固體及流體域，并根據結構特點，采用的矩形自適應網格生成技術，保證了不花費大量的時間就能劃分出高質量的網格。
4、
修正的壁面函數：采用的修正壁面函數技術使得接近壁面的處理與網格無關，自動判定層流、過渡、湍流區域。
5、
變量設計分析：在修改結構、更改模型的時候，還可以克隆以前的設置，而不需要重復定義材料、邊界條件等設置。
6、
自動收斂控制：采用Cutting-edge數值方法和多重網格技術，可保證一次收斂，無數值假擴散。
海基科技誠邀您的參與，謝謝！
報名Email：wangqi@sheenray.com
展開 FloEFD熱仿真分析之模型準備
FloEFD熱仿真分析之模型準備
By CAE白堤
1、仿真模型打開與簡化
雙擊安裝好的FloEFD啟動快捷鍵，軟件自動打開已經連接上的三維設計軟件CREO，直接在CREO中打開需要仿真的模型。能直接在熟悉的三維設計軟件操作是把雙刃劍，一方面，可以避免不同軟件之間模型轉化的問題，但另一方面如果不恰當的使用模型，會增加網格數量，從而增加計算機的負擔，降低仿真效率。仿真優化不像結構設計越詳細越好，反而是在不影響仿真結果的基礎上，越簡單越好。當然，將一個詳細模型簡化為適合熱仿真分析模型的工作需要一定的經驗技巧，比如，去除一些倒角、孔位、定位等結構細節，去除一些無關緊要的模型組件等。
2、仿真模型的準備
雖然仿真模型得到了簡化，但不一定萬事大吉。在某些情況下，FloEFD不一定能識別出仿真分析的所有的固體模型和流體區域。這時可充分利用【檢查模型】功能，不僅能檢查出無法充分求解的某些模型組件，也可以檢查是否存在可能導致軟件創建不適當網格的模型問題（FloEFD不允許組件之間為點接觸或者線接觸，如下）。
操作：點擊【檢查模型】，在跳出的檢查模型窗口，點擊“檢查”，在跳出檢查結果窗口查看檢查結果。
狀態一：點擊“檢查”，檢查結果顯示狀態成功，模型正常，那么模型準備大功告成；
狀態二：點擊【檢查模型】后，跳出“以下組件不能用于分析”，點擊“確認”后，在檢查模型窗口模型樹組件的圖標標有紅叉或紅箭頭，檢查結果顯示狀態成功，但有零件準備失敗。
展開 
Starccm++與FloEFD軟件對比分析
1.仿真目的
研究starccm++的熱邊界條件設定，并與FloEFD進行對比分析。
2.仿真工況
Starccm-工況1：（不帶外部空氣域）
邊界條件：
1.總熱源：50W；
2.邊界熱規范：環境對流換熱系數-5.5W/m^2-K；
3.初始條件：固體溫度25℃；
4.材料參數：al
求解設置：
1.時間步：0.05s；
2.停止標準：最大物理時間500s。
Starccm-工況2：（帶外部空氣域）
1.總熱源：50W；
2.邊界熱規范：空氣域表面絕熱 固體外表面邊界條件：絕熱；
3. .初始條件：固體溫度25℃，空氣溫度25℃
4.材料參數：al。
求解設置：
1.時間步：0.05s；
2.停止標準：最大物理時間500s。
FloEFD-工況3:
1.總熱源：50W；
2.邊界熱規范：空氣域表面絕熱 固體外表面邊界條件：絕熱；
3. .初始條件：固體溫度25℃，空氣溫度25℃
4.材料參數：al。
求解設置：
1.時間步：0.05s；
2.停止標準：最大物理時間500s。
3.仿真結果：
工況1：
最高溫度-51.5℃
工況2：
最高溫度-49.8℃
工況3：
最高溫度-50.17℃
4.結論
1.floEFD的仿真結果與Starccm的結果具有較好的匹配性，具有較好的經濟性；
2.Starccm中，不同域之間的能量傳遞通過交界面設定，邊界條件保持默認的絕熱設定即可。
界面條件-結合熱傳遞
固體邊界-保持默認絕熱
3.空氣自然對流的傳熱系數在5.5W/m^2-K左右，為簡化計算流程，可采用邊界環境對流的方式進行代替外部空氣域。
展開 不盡如人意的Floefd (SolidWorks Flow Simulation)
Floefd的賣點是同步嵌入3D CAD軟件，幾何不用任何更改直接使用，而且網格自動化。但筆者近日通過一仿真案例發現，當模型中出現傾斜薄板時，對原始CAD幾何做適合CFD的處理可以為后續網格劃分提供極大便利，而且在保持網格數較小和較快計算速度的同時，保證計算精度。
一薄板，長寬均為200mm，厚1mm，與水平面夾角45度。材料純鋁(導熱率237W/mk)，自身熱量10W，環境溫度20度，在開放空間內自然對流，不考慮輻射。在Floefd中建模如下(薄板具有真實厚度，面體在Floefd中無法識別)：
1. 第一次計算
網格設置如下，初始網格級別選2，設置目標：薄板的最大溫度。
計算結果如下：網格數4132，最高溫度50.3956度。
2. 第二次計算
做網格無關性檢查，初始網格級別選3:
計算結果如下：網格數9860，最高溫度52.99度。與第一次結果僅相差不到3度，似乎已達到穩定值。
3. 第三次計算
初始網格級別選4:
計算結果如下：網格數24536，最高溫度48.7754度。又有顯著下降。
4. 第四次計算
初始網格級別選5:
計算結果如下：網格數51544，最高溫度48.5321度。此時可認為達到穩定值。計算時間57秒。
5. Icepak中第一次計算
按照同樣的初始條件和邊界條件，同樣的材料在Icepak中建模，薄板按thin plate建模:
對薄板建立單獨畫網格的裝配。網格設置窗口內，除了設置網格基本尺寸是計算域尺度的1/20外，其它無任何額外設置。生成網格如下，網格數量8806。
計算時不選中coupled pressure-volicity formulation， 251步收斂，薄板最高溫度48.8741度, 計算時間 40秒。
展開 FloEFD熱仿真分析之模型簡化（二）
FloEFD熱仿真分析之模型簡化（二）
CAE白堤
風扇是一種流動邊界條件，可以再未指定邊界條件或調入邊界條件或熱源的所選固體表面上指定風扇。
風扇類型
根據風扇的出風方向，一般風扇分為軸流風扇、離心風扇和混流風扇；
軸流風扇：
流體沿著扇葉的中心軸向進入扇葉，沿扇葉的中心軸向流出；軸流風扇的特點是風量大、風壓低，適合于系統壓力損失相對較小的場合；
離心風扇：
流體沿著扇葉的中心軸向進入扇葉，沿扇葉徑向流出；離心風扇的特點是風量小、風壓高，適合于高系統阻抗特性及氣流進出方向垂直的場合。
斜流風扇：
流體沿著扇葉的中心軸向進入扇葉，沿扇葉軸向及扇葉徑向流出；
根據風扇所處的位置，一般風扇分為外部風扇、內部風扇
外部風扇：
外部風扇包括入口風扇和出口風扇，入口風扇的流動方向是從風扇到流體，出口風扇的流動方向是從流體到風扇；FloEFD將環境壓力條件定義為入口風扇的總壓和出口風扇的靜壓；
內部風扇：內部風扇具有出口面和入口面
風扇特性：
風扇特性主要涉及風量、靜壓、風扇特性曲線
風量Q：是指扇葉每分鐘可吹動的空氣體積，單位立方尺/分（CFM）；
靜壓P：是指風扇運轉時所吹出的空氣如果不能自由流動所產生的壓力，單位mmH2O；
風扇特性曲線（PQ曲線）：風壓與風量之間的關系；軸流風扇特性曲線相對而言比較平坦，一般建議使軸流風扇的工作點處于特性曲線的右側區域。離心風扇特性曲線相對而言比較陡峭，一般建議工作點處于特性曲線的左側區域。
展開 FloEFD 版本10正式推出
各位，FloEFD的最新版本version10正式推出，感興趣的朋友可以跟我們聯系，申請試用：http://www.simu-cad.com/cn/contact/
另外，建議版主能否給予FloEFD一個版塊，這么好的一個工程化流體軟件應該在這里火熱起來啊，呵呵！
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