Simcenter Flotherm 电子散热仿真软件-卡核

制造商：Siemens Digital Industries Software 西门子数字工业软件
　　FLOTHERM是一套由电子系统散热仿真软件先驱—-英国FLOMERICS软件公司开发并广为全球各地电子系统结构设计工程师和电子电路设计工程师使用的电子系统散热仿真分析软件。

　　FloTHERM软件包含的主要模块

　　• FloTHERM—核心热分析模块：利用它可以完成从模型建立、网格生成、求解计算等基本功能；

　　• 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)，RSO(响应面法优化)等先进优化方法；

　　• 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；

　　• FloEDA—电子电路设计软件（EDA）高级接口：不但支持以IDF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；

　　• FloTHERM Parallel Solver Upgrade：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；

　　• FloMCADBridge —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，大大减少对复杂几何模型的建模时间；

　　• FloTHERMPACK(原FLOPACK)—基于互联网的标准IC封装热分析模型库：全球符合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。

　　• 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。

　　电子电路设计软件（EDA）高级接口

　　FloTHERM 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、机柜等系统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；

　　元器件级板级和模块级

　　系统级环境级

　　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、分析出电子设备内外的温度场和流场等；

　　•流场分析：自然冷却、强迫冷却及混合冷却的分析功能；

　　自然对流强迫对流

　　• 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；

　　瞬态功耗及其温度响应

　　• 辐射计算：是目前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；

　　外太空电子设备的热分析

　　• 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α与红外发射率ε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；

　　多项冷却介质冷却模型

　　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：

　　Racal公司的雷达防御系统热分析Ascom公司的散热模组分析

　　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：

　　TEC和机箱模型离心风扇与轴流风扇

　　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

　　4) 高级Zoom-in 功能：

　　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。

　　专业稳定的求解器与网格技术

　　• 求解器：FloTHERM软件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近二十年中最为宝贵的财富之一；

　　• 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。

　　Flotherm软件的收敛• 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

　　先进的动态可视化后处理技术

　　FloTHERM软件致力于为工程设计人员提供智能的自动设计工具，在后处理模块中提供温度梯度、传热瓶颈和传热捷径等结果参数，帮助设计人员快速确定散热缺陷和改进方案，该独创技术受D到专利保护。

　　Visual Editor还提供了强大的结果数据表格与图形可视化后处理，包括：

　　1. 复杂、三维流体运动动画；

　　2. 热传流动的动画形式的轮廓图；

　　3. 等值画面和表面云图；

　　4. 向量或流线体现流体运动，用颜色区分温度和速度；

　　5. 输出AVI格式动画；

　　6. 动态示踪图帮助用户更好理解复杂流体的流动等；

　　7. 图片纹理增强真实感。

　　ASIC芯片的结温 PCB温度云图

　　红外成像格式的后处理输出流场的后处理动画

　　电源设备内的流场电子设备内部的流场

　　强大的自动优化功能

　　FloTHERM软件配备功能强大的优化设计模块Command Center，可以对设计方案进行全面的优化设计，软件依据工程人员设定的优化目标和设计约束，自动寻找结构、尺寸、布局、物性等各种设计变量的更优组合，软件提供：

　　1) DOE(Design of Experiment)优化设计，根据用户设计的方案，进行自动计算选优；

　　2) SO(Sequential Optimization)自动循序优化，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，能够根据用户设定的参量范围和约束条件，自动选出并确定更优设计求解方案；

　　3) RSO(Response Surface Optimization) 响应面法优化设计，可以在优化的同时输出优化变量与优化目标间的关系曲线或关系曲面，保证寻优效能的同时又大大加快了优化速度。

　　FloTHERM优化时还支持网络并行优化，可以在多台计算机上同时进行优化，大大加快优化设计速度。

　　专业而强大的数据库

　　FloTHERM软件是全球第一个专业为电子散热应用开发的CFD软件，根据第三方公布的统计数据，目前拥有全球超过70%的市场份额，FloTHERM软件不单单是一个仿真软件，更是为散热工程师进行热方案设计和数据交换的一个强大数据库，软件拥有的数据库包括：

　　1) 软件的基本数据库：FloTHERM软件提供了远远多于其它软件的数据库，包括风扇、滤网、散热器、热管、电容器、电源模块、材料（各种金属与非金属、特殊导热材料等）、芯片模型等；开放的数据库可以导入，也可以输出，可以由用户自已建立企业平台的公用数据库；

　　2)FloTHERMPACK模块是JEDEC组织认证的IC热封装模型库

　　由Mentor Graphics公司开发了芯片的热封装检索数据库FloTHERMPACK，用户仅需提供芯片的封装代号和外观尺寸，FloTHERMPACK模块就可以建立包括引线、基板、管脚等所有结构细节和材料参数的芯片热模型。利用FloTHERMPACK的热模型，工程师可以直接仿真出精确的芯片结温和壳温。基于网络的FloTHERMPACK数据库仍一直紧跟JEDEC和业界的标准，实时更新IC热模型库。

　　几秒钟内就可以生成芯片的热模型库- FloTHERMPACK

　　良好的技术支持

　　坤道公司拥有的工程师队伍具有多年从事电子产品热设计的经验，公司的销售策略一直是向客户销售一系列良好的服务，而不单单是一种软件。我们还为客户提供全面的培训、在线帮助和电话支持。此外，正式用户可在支持网站SupportNet下载更新版本的软件、提交问题并寻求解决方法。同时，公司网站提供大量的应用案例和技术论文，

　　学术研究上的领先

　　在JEDEC组织中，公司以拥有大量热设计方面的专家著称，推出了DELPHI模型(热阻网格模型)标准，普通的双热阻模型计算有较大的误差，而DELPHI模型可以完美解决这个缺点，目前JEDEC组织已经备定义DELPHI模型为下一代标准的热封装模型。

　　DELPHI 芯片模型

　　全面的机械CAD和电子EDA软件接口

　　FloTHERM软件提供了智能的CAD和EDA接口模块FloMCADBridge模块，全面兼容通用CAD和EDA软件，如：Expedition、BoardStation、Allegro、CR5000和Pro/E、Siemens-NX、Catia、So;idworks等，并可以通过STEP、SAT、IGES、STL、IDF等标准格式导入导出分析模型，在导入过程中，FloMCADBridge模块提供了智能的模型简化、筛选和转换能力。

　　通过FloMCADBridge接口模块进行结构模型导入

　　通过FloEDA接口模块进行PCB模型导入