作者blueway1222 (蓝蓝)
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标题[心得] Flotherm Icepak Comsol 6SigmaET ANSYS CFD热流软体
时间Sun Nov 20 20:19:09 2022
常见的十大电子散热CFD热流分析软体 完整版
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1. Flotherm
2. Flotherm XT
3. FloEFD
4. SW Flow simulation
5. 6-sigma ET
6. Icepak
7. NX ESC
8. CRADLE-HEATDESIGNER
9. Autodesk Simulation CFD
10. Comsol Multiphysics
Flotherm V.S FlothermXT V.S FloEFD V.S Icepak V.S 6-sigma ET 软体排名
(此处只取前五名,仅根据市场上经验与客户反馈,与实际情况可能会略有出入)
市占率: Flotherm/Flotherm XT > Icepak > FloEFD > 6-sigma ET
使用性: Flotherm/Flotherm XT > FloEFD > 6-sigm ET > Icepak
CP值: FloEFD > Flotherm/Flotherm XT > 6-SigmaET > Icepak
发展时间: Flotherm > Icepak > FloEFD> Flotherm XT > 6-sigma ET
Simcenter Flotherm V.S ANSYS Icepak 软体比较
就一般的应用来讲,Flotherm建模方便快速,网格划分高效简洁,模拟各项设定的有统一
的标准,相对容易上手。为了提高建模和计算效率,Flotherm提供了大量的smartpart快
速建模的巨集命令,摒弃了繁杂的模型筛选,无论是几何建模,网格划分,还是流动、传
热模型的筛选,自动化程度都很高。而且通过适当的控制,如果模型设置合理,计算精度
可以满足常规电子散热设计的要求。
相对於Flotherm,对於常规的电子产品散热设计来讲,Icepak的核心优势是支援非结构化
网格,从而可以更加便捷、更高精度地支援曲面结构。Icepak可以直接对导入的CAD模型
进行网格离散化这一点往往被误认为Icepak更简单,实际上并非如此。由於支援非结构化
网格和接受不加修饰的原生CAD物件,Icepak的前处理,尤其是网格划分部分,远远比
Flotherm复杂。当模型中导入了CAD结构後,不合适的设置经常导致各种各样的错误。很
多情况下,如果异形体的网格品质没有得到合理控制,其计算精度甚至不如将各曲面简化
为直方直棱的、使用结构化网格就可完美描述的物件进行模拟。而如果简化为这样的物件
的话,Flotherm也可处理。同为处理结构化物件时,Flotherm的建模效率则会明显胜出。
Flotherm 与Icepak 网格系统比较
1. Flotherm 使用的是六面体网格,卡迪森直角座标网格(cartesian mesh),优势在於网
格划分与计算速度较快、且非常容易收敛,针对不需描绘复杂曲面外型的产品,拥有分析
速度快,速设计变更快速的强大优势,让使用者容易上手。
2. Icepak的网格系统源自於ANSYS-Fluent,有非结构性网格能选择,因此能较好的分析
曲面外形之题目,但同时这也是ANSYS-Icepak 致命的缺点,即网格控制相当困难且系统
内的物件尺寸差异大的时候,会画分较多的网格数目,除了收敛性差,也颇占系统资源,
3. Icepak 没有自动网格生成功能,且四面体网格系统较六面体收敛不易,使用者不易上
手
4. 当元件大小差异很大时,IcePak需产生大量网格,且在复杂几何外型IcePak网格需求
量大概会是flotherm的四倍,结果才会跟实验与flotherm接近
Flotherm 与Icepak 多物理分析整合度比较
Icepak 可以透过ANSYS Workbench 整合热电或热固耦合的分析,例如Icepak可与SIwave
,Simplorer和ANSYS Mechanical进行电、热和结构耦合分析,这部分Flotherm较无优势
,但自从SIEMENS并购了Mentor Graphics之後,SIEMENS Simcenter Flotherm系列产品已
可透过Simcenter 平台与Simcenter 3D/Nastran 核心做热固耦合的分析,但低频电磁分
析则是可与Simcenter MagNet可做磁热耦合分析,高频方面的分析为第三方软体,目前
Simcenter整体的多物理整合度相对於ANSYS较低,但Simcenter 多物理平台有朝向ANSYS
平台发展的趋势,持续在并购更多的软体以丰富其产品线
Flotherm V.S Flotherm XT V.S FloEFD 软体比较
产品特点描述:
Simcenter FloTHERM可以应用於电子产品的三维气流场及热传现象分析,协助客户在产品
设计前期,就可预先知道产品散热问题并进行改善。应用涵盖范围从 Package Level(封
装IC),Board Level(电路板),Component Level(散热模组) 到 System Level(伺服器机
柜系统) 的问题均能分析。FloTHERM 提供丰富的案例,资料库及白皮书,让工程师可以
快速的建构电子设备模型并进行分析,而参数最佳化功能可以在开模前进行变更设计测试
。
Simcenter FloTHERM XT汇集旗下两大热流分析软体Flotherm与FloEFD的优点,综合
Flotherm的强大的SmartParts与资料库以及FloEFD的独特网格技术,让使用者能轻易的针
对复杂的产品行进行热流分析。FloTHERM XT的前处理器为SolidWorks,提供热流工程师
可直接汇入机构工程师所提供的CAD档案,例如SolidWorks、Pro/ENGINEER、STEP、IGES
等档案,省去在自行建模所耗费的时间,并提供FloTHERM着名的SmartParts让使用者快速
建立分析模型。在网格技术的处理上使用FloEFD的求解方法-沉浸边界法(Immersed
Boundary)以及Partial Mesh的网格技术,可保留复杂的3-D模型细节,呈现产品真实状况
的热流分析报告。
FloEFD 是市面上唯一真正整合於世界知名之主要 3-D CAD 系统的 CFD 分析软体工具,
支援输入Siemens NX、Pro/E/CREO、SolidWorks、CATIA V5、等原始3-D CAD档案以及常
见的CAD中继档,如Parasolid、IGES、STEP、ASIC、VDAFS、ST、 IDF、DXF、DWG等格式
的模型文件。FloEFD 是一套学习快速易上手的 CFD 软体,它完整的功能可以应用於三维
气流场及热传现象的分析。不同於其他传统高阶 CFD 软体使用者需要丰富的学理基础及
网格建构技巧,使用者仅需要基本程度的CFD概念就可以完成高准确度的分析,为目前泛
用型CFD的软体之主流。FloEFD可依据不同产业的使用加购扩充模组,例如电子散热模组
、LED模组、EDA模组、电池专用模组、HVAC模组、HEEDS最佳化模组等等
Flotherm Flotherm XT FloEFD网格系统比较
Flotherm 使用的是六面体网格,卡迪森直角座标网格(cartesian mesh),优势在於网格
划分与计算速度较快、且非常容易收敛,针对不需描绘复杂曲面外型的产品,拥有分析速
度快,速设计变更快速的强大优势,让使用者容易上手。
Simcenter FloEFD在一般流体或固体的地方使用卡迪森直角座标网(cartesian mesh),承
袭其网格数量少且好收敛之优点,但在流体跟固体的边界也就是边界层的地方,使用了
Partial Mesh技术,让FloEFD不仅可以快速的解析曲面外型复杂的问题且又兼顾准确度及
收敛型,按照我们的经验,同样的曲面外型复杂之题目,FloEFD以及Flotherm XT的网格
数量只需要Flotherm 不到1/10。
Flotherm Flotherm XT FloEFD应用产业比较
1.三套软体都非常适合使用在电子业,无论是元件级、模组级或是系统级
2.对於需要分析Rack、Server、Room等级的问题,Flotherm 较为适合
3.FloEFD加购的模组可应用的产业更为广泛,例如车用、LED、HVAC空调等等
Flotherm XT则是适合与Flotherm一起搭配使用,Flotherm Flexx licens
结论:三套软体都被市场广泛的使用,针对不同产业或使用目的性可选择不同软体,其中
以价格来说FloEFD以及Flotherm XT相对於Flotherm更亲民许多
Flotherm Flotherm XT FloEFD使用介面及功能比较
1.Flotherm 与Flotherm XT皆是使用SmartParts的方式堆叠模型,而Flotherm XT内建的
SolidWorks 3D CAD让使用者直接拿来汇入CAD中继档或是直接画图
2.FloEFD则是可以整合五大种类的CAD,直接与CAD介面整合
3.三套软体皆可使用Flotherm 的资料库Library
4.Flotherm XT的网格划分简单明了,相当容易上手
5.FloEFD的网格功能相对於Flotherm XT多了更多进阶功能可使用
6.Flotherm 以及Flotherm XT皆内建PCB汇入以及PDML汇入的功能,FloEFD加购EDA
Bridge也能得到同样的功能
结论:对於熟悉使用Flotherm使用介面的工程师,Flotherm XT使用起来会更加熟悉,而
FloEFD则是适合熟悉CAD介面,习惯自己建模的工程师
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