Simcenter FloEFD
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-11-30
Simcenter FloEFD的實例教程
我們使用Simcenter FLOEFD作為嵌入在MCAD NX環(huán)境中的CFD解決方案，以創(chuàng)建下面的封裝設(shè)計。由于FLOEFD有一個“封裝創(chuàng)建器”工具，支持使用參數(shù)化輸入對常見封裝類型進行快速建模，因此可以在幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建一個FCBGA(倒裝芯片球柵陣列)封裝模型。參見圖1。
圖1:在FLOEFD中給NX創(chuàng)建FCBGA示例
Simcenter FLOEFD建立在智能、快速和精確技術(shù)的基礎(chǔ)上，有助于將整體模擬時間減少75%,并將生產(chǎn)率效率提高40倍。
該器件可以單獨仿真，也可以安裝在與其預期應(yīng)用類似的PCB上。這就是為什么西門子支持從Xpedition到MCAD NX環(huán)境的無縫PCB模型導入，在這里建模的芯片及其所有內(nèi)部細節(jié)被添加。參見下面的圖2。
圖2: PCB模型導入和添加改進的封裝定義
下一步是根據(jù)研究目標，利用整個PCB或封裝下方的一個狹窄部分進行仿真。在熱仿真開始之前，應(yīng)定義材料，并直接從包創(chuàng)建者導入或手動添加。該模型可以用于傳導、對流流和輻射仿真。在FLOEFD中會自動創(chuàng)建一個精確的熱網(wǎng)格，然后開始仿真。當前示例在不到兩分鐘的時間內(nèi)生成了120萬個網(wǎng)格，花25分鐘獲得瞬態(tài)模擬的解決方案，遠遠超過了傳統(tǒng)方法。結(jié)果如下所示，包括材料溫度和設(shè)備上的氣流。
圖3:熱氣流模擬結(jié)果
結(jié)構(gòu)模擬:
Simcenter FLOEFD可以創(chuàng)建有效的六邊形網(wǎng)格，直接使用現(xiàn)有模型進行線性應(yīng)力分析，并計算諸如Von Mises應(yīng)力或等效拉伸應(yīng)力等場:
圖4:在Simcenter FLOEFD中生成的Von Mises應(yīng)力結(jié)果
為了進行非線性分析，模型被轉(zhuǎn)移到Simcenter 3D，而不離開MCAD NX生態(tài)系統(tǒng)。
展開 本次在線研討會，西門子將向您介紹如何利用嵌入在常規(guī)設(shè)計軟件中的CFD仿真工具Simcenter FloEFD，在完成概念設(shè)計或者詳細設(shè)計后，輕松對產(chǎn)品進行電子散熱仿真分析，通過直觀的溫度分布和流體流速流線后處理，快速指導產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時利用跟設(shè)計的無縫集成，快速實現(xiàn)設(shè)計的變更后，通過仿真的自動更新，加速仿真迭代，真正實現(xiàn)仿真指導設(shè)計創(chuàng)新。通過這次網(wǎng)絡(luò)研討會，您可以學習：
如何在熱仿真中，消除與MCAD和ECAD之間的障礙
如何利用PCB建模，在幾分鐘內(nèi)從EDA數(shù)據(jù)建立CFD的模型
通過選擇部件的保真度，將詳細的3D幾何模型簡化成熱仿真模型
設(shè)計探索和優(yōu)化，快速獲取最佳的模型參數(shù)
主講人:
陳林
高科技電子行業(yè)仿真產(chǎn)品經(jīng)理
西門子數(shù)字化工業(yè)軟件
近20年多學科仿真領(lǐng)域工作經(jīng)驗，長期以來負責過航空航天、軍工電子、重型機械、船舶電子、高科技消費電子、醫(yī)療等領(lǐng)域的仿真業(yè)務(wù)，包括售前技術(shù)支持、項目咨詢、軟件培訓和技術(shù)服務(wù)等，擅長結(jié)構(gòu)振動分析、非線性分析、疲勞分析、電子散熱冷卻分析和高級流體動力學等多個仿真學科。
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展開 <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(fā)周期縮短75%</strong></p><p>在工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域，流體流動與熱傳導仿真（CFD）是保障產(chǎn)品性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但傳統(tǒng)CFD分析卻常年陷入“低效困境”：CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換耗時久、網(wǎng)格劃分動輒數(shù)天、仿真只能在設(shè)計后期介入，一旦發(fā)現(xiàn)問題返工成本極高，成為研發(fā)流程中的“拖油瓶”。</p><p>而Simcenter FLOEFD的出現(xiàn)，徹底打破了這一僵局——作為一款完全嵌入CAD環(huán)境的CFD軟件，它將熱仿真分析前置到設(shè)計早期，為工程師打造了“CAD內(nèi)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(zhuǎn)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(tǒng)CFD分析中“數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換”的耗時環(huán)節(jié)，工程師無需在CAD與仿真軟件間反復切換，設(shè)計與仿真的銜接效率提升數(shù)倍。更重要的是，原生CAD幾何體的直接使用，避免了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中模型失真的問題，為仿真結(jié)果的準確性筑牢基礎(chǔ)。</p><p><strong>早階仿真介入，研發(fā)周期直降65-75%</strong></p><p>傳統(tǒng)CFD分析往往只能在設(shè)計定型后開展，而FLOEFD支持在開發(fā)設(shè)計早期就完成流熱仿真與分析。工程師可基于設(shè)計初稿快速評估幾何體、邊界條件修改對產(chǎn)品性能的影響，提前發(fā)現(xiàn)并解決流熱問題，避免后期大規(guī)模返工。數(shù)據(jù)顯示，相比普通CFD方法，FLOEFD可將研發(fā)時間縮短65-75%，大幅降低研發(fā)成本，加快產(chǎn)品上市節(jié)奏。
展開 西門子Simcenter FLOEFD作為嵌入CAD的CFD解決方案，精準擊中了現(xiàn)代研發(fā)“高效迭代、精準預判”的核心需求，其技術(shù)革新與應(yīng)用實踐為多行業(yè)帶來了研發(fā)模式的重構(gòu)，成為高端裝備設(shè)計不可或缺的核心工具。
一、核心技術(shù)突破：重新定義CFD應(yīng)用效率
FLOEFD的革命性價值源于對傳統(tǒng)CFD痛點的精準破解，其技術(shù)優(yōu)勢在實際應(yīng)用中轉(zhuǎn)化為顯著的研發(fā)效能提升：
? CAD原生集成架構(gòu)：無需模型格式轉(zhuǎn)換，直接在NX、SolidWorks等主流CAD環(huán)境中開展仿真，保留原始裝配關(guān)系（如熱管接觸面、流道細節(jié)），避免幾何修復耗時，使設(shè)計與仿真無縫銜接。
? 智能網(wǎng)格與求解技術(shù)：SmartCells笛卡爾網(wǎng)格法結(jié)合自適應(yīng)加密策略，可自動識別0.1mm級微通道等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格生成耗時壓縮至30分鐘內(nèi)，億級網(wǎng)格模型通過云端GPU加速計算僅需2小時，精度誤差控制在±2℃內(nèi)。
? 多物理場與AI融合：熱-流-電多場耦合能力覆蓋芯片功耗-散熱閉環(huán)仿真，內(nèi)置LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可推薦初始參數(shù)，使收斂速度提升40%，同時支持相變傳熱、瞬態(tài)響應(yīng)等復雜物理現(xiàn)象模擬。
? 跨工具協(xié)同能力：與一維CFD軟件Flowmaster深度聯(lián)動，實現(xiàn)部件級（3D）與系統(tǒng)級（1D）仿真互補，為電池熱管理、HVAC等復雜系統(tǒng)提供全流程解決方案。
二、關(guān)鍵應(yīng)用場景的價值釋放
FLOEFD的技術(shù)特性使其在多行業(yè)形成差異化競爭優(yōu)勢，核心場景的實踐成果印證了其工程價值：
? 電子散熱領(lǐng)域：在超薄本與AI工作站設(shè)計中，通過動態(tài)功耗映射與均熱板-石墨烯復合結(jié)構(gòu)仿真，可將CPU/GPU結(jié)溫預測精度提升至±1.5℃，幫助企業(yè)在1.5mm極限厚度下實現(xiàn)散熱效率優(yōu)化，避免性能降頻風險。
展開 一直以來，坤道專注于熱仿真和熱測試領(lǐng)域，為電子半導體、汽車、航天航空等行業(yè)提供Simcenter FloEFD/Flotherm Flexx/Flomaster等流體傳熱仿真軟件解決方案和Simcenter T3STER熱阻測試、Simcenter POWERTESTER功率循環(huán)測試、SanjSCOPETM 熱反射率成像系統(tǒng)等硬件解決方案。
5）安世亞太：業(yè)內(nèi)最早從事仿真軟件自主研發(fā)、咨詢及服務(wù)的廠商之一。仿真產(chǎn)品主要包括通用仿真軟件PERA SIM、仿真云平臺PERA SIM Cloud、聯(lián)合仿真工具PERA HySim、專業(yè)仿真工具如高頻噪聲分析軟件PERA SIM ProNas、多學科優(yōu)化軟件PERA SIM Cube、綜合仿真平臺PERA SIM Space等。
6）有限元科技：以工業(yè)軟件開發(fā)為核心，以CAD/CAE為主業(yè)，集工業(yè)軟件銷售、軟件二次開發(fā)、技術(shù)咨詢、培訓為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)，元王憑借在有限元分析領(lǐng)域的經(jīng)驗積累和專業(yè)團隊的技術(shù)實力，致力于為新能源電池行業(yè)提供高效、可靠的結(jié)構(gòu)仿真和熱仿真解決方案。
7）Future Facilities：全球領(lǐng)先的CAE軟件供應(yīng)商，開發(fā)出的6SigmaET是新一代的熱分析工具。
8）貝思科爾：專注為國內(nèi)高科技電子及半導體等行業(yè)提供先進的電子/結(jié)構(gòu)設(shè)計、散熱仿真分析、半導體熱可靠性測試及設(shè)計數(shù)據(jù)信息化管理的解決方案和咨詢服務(wù)。代表產(chǎn)品有電子散熱仿真分析軟件（FloTHERM）。
9）十灃科技：是國產(chǎn)工業(yè)仿真軟件的新銳代表企業(yè)之一，核心技術(shù)脫胎于國家重大科研計劃和行業(yè)工程化應(yīng)用項目。
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西門子Simcenter FLOEFD作為嵌入CAD的CFD解決方案，精準擊中了現(xiàn)代研發(fā)“高效迭代、精準預判”的核心需求，其技術(shù)革新與應(yīng)用實踐為多行業(yè)帶來了研發(fā)模式的重構(gòu)，成為高端裝備設(shè)計不可或缺的核心工具。
</p><p>而Simcenter FLOEFD的出現(xiàn)，徹底打破了這一僵局——作為一款完全嵌入CAD環(huán)境的CFD軟件，它將熱仿真分析前置到設(shè)計早期，為工程師打造了“CAD內(nèi)一站式完成流熱分析”的高效解決方案。
一直以來，坤道專注于熱仿真和熱測試領(lǐng)域，為電子半導體、汽車、航天航空等行業(yè)提供Simcenter FloEFD/Flotherm Flexx/Flomaster等流體傳熱仿真軟件解決方案和Simcenter T3STER熱阻測試、Simcenter POWERTESTER功率循環(huán)測試、SanjSCOPETM 熱反射率成像系統(tǒng)等硬件解決方案。
出于模型校準目的，如果我們在Simcenter FLOEFD內(nèi)重復測試，使用與測試中相同的邊界條件、輸入功率和瞬態(tài)時間步長，描述封裝數(shù)字孿生的R-C網(wǎng)絡(luò)模型必須與從測試中獲得的R-C網(wǎng)絡(luò)模型相同。如果出現(xiàn)不匹配的情況，Simcenter FLOEFD可以自動找到缺失的接觸熱阻值，調(diào)整不明確的熱導率，甚至根據(jù)需要調(diào)整幾何形狀。
本次在線研討會，西門子將向您介紹如何利用嵌入在常規(guī)設(shè)計軟件中的CFD仿真工具Simcenter FloEFD，在完成概念設(shè)計或者詳細設(shè)計后，輕松對產(chǎn)品進行電子散熱仿真分析，通過直觀的溫度分布和流體流速流線后處理，快速指導產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時利用跟設(shè)計的無縫集成，快速實現(xiàn)設(shè)計的變更后，通過仿真的自動更新，加速仿真迭代，真正實現(xiàn)仿真指導設(shè)計創(chuàng)新。
