Flotherm高级培训1

.FLOTHERM使用高级培训段宗宪\俞丹海Flomerics中国代表处.Agenda2006.10.25FLOTHERM的文件管理(20min)网格划分技术(40min)FLOMOTION的使用(30min)收敛问题及其解决(20min)FLO/MCAD的导入(30min)优化模块的使用(30min)2006.10.26瞬态分析定义(30min)芯片建模方法(90min)批处理文件的编辑(10min)CompactModel的建立(30min)其它使用技巧(40min).高级培训:FLOTHERM文件管理段宗宪Flomerics中国代表处20min.FLOTHERM项目的文件结构库文件区模板Help文档项目文件索引文件.FLOTHERM项目的文件结构首先FLOTHERM软件借助四个目录管理文件管理每个项目文件借助于项目文件长长的数字字符串,FLOTHERM软件管理了整个项目里所有的数据千万别去尝试去修改项目文件中名中的数字串.FLOTHERM项目的导入\导出可以导入＼导出的项目(Project)文件PDML文件:只包括模型文件,不包括计算结果PhysicalDesignModelLanguagePack文件:包括计算结果的模型文件AssemblyPDML只包括模型的某部件模型ProjectPDML包括整个项目模型及其网格、求解设定可以导入＼导出的部件(Assembly)文件.项目文件的Load删除FLOTHERM项目如系统意外导致FLOTHERM关闭,在重新读入时必须Unlock该文件将其它项目文件从其它文件夹拷入或者在Windows界面下删除,必须使用Catalog进行整理.项目文件的转移2:使用Catalog进行整理1:将项目文件夹拷至目标文件夹下.项目文件的恢复１:在目录：项目文件\PDProject下，将文件group拷出如果意外导致项目文件不可用！！2:将group文件添加后缀后.pdml3:重新读入该pdml文件即可，便可恢复该文件，但计算结果无法恢复.IDF导入可导入的文件包括IDF2.0及IDF3.0IDF文件包括Board文件(.brdor.emn)Library文件(.libor.emp).IDF导入在导入过程当中，可以进行替换和筛选可以跟据器件尺寸进行筛选如果采用ImportIDFlinkLibrary进行IDF文件的导入，可以采用库中芯片模型进行自动替换.数据库的管理数据库文件放置于Flocentral\Libraries目录下.数据库的管理数据库文件属性的编辑ReadOnly：只读属性Directory：数据库存放路径LibraryName：数据库名.数据库的管理数据库的导入导出可借助于数据库文件.library来进行.高级培训:网格划分技巧俞丹海Flomerics中国代表处40min.求解域设定•在某些特殊场合必须要放大求解区域–自然对流换热系统–封闭系统–外部边界条件对内部影响较大的情况•在强迫对流散热系统中,通常不需要放大求解域.求解域扩大原则zzzxxxy2y–除重力反方向外,其余按照装置尺寸在各个方向扩大一倍–重力反方向放大两倍尺寸.网格约束点击打开膨胀设置•网格约束用于在几何实体上设定网格.网格约束MinimumNumber和MaximumSize分别设置最小单元数,或者最大网格单元尺寸.建议采用MaximumSize.MinimumSize是设置最小网格尺寸,可以控制网格精度.使用Region定义网格约束•网格约束可以用于Region,这样可以应用于无几何实体的空间场所.4.检查网格1.定义几何尺寸2.定义Region3.帖附网格约束使用Region定义网格约束•例如,在两平板间增加网格.网格约束(膨胀)–可以通过定义最小单元数或最大单元尺寸来控制网格•膨胀可以使网格约束延伸到物体边界以外的区域.–膨胀区域可以按照尺寸大小或物体比例来定义–不同的膨胀可以单独设置在正,反两个方向..网格约束(膨胀)•我们来看一下前面的例子…–Low方向约束定义为10%尺寸内最小划分两个网格单元设置–High方向约束定义为100mm内最大网格尺寸10mm设置.网格划分•划分准则:网格长宽比值越接近越好1最理想的状态20良好200可能造成不收敛尽量避免大尺寸网格到小尺寸网格的直接过度.网格划分•网格长宽比例问题:–网格平滑工具(系统网格)–增加网格线减小长宽比.网格划分–网格平滑工具(系统网格)–增加网格线减少网格过度问题的产生.•网格长宽比问题:–最小单元尺寸(系统网格)–建立合理精度的模型(例如,根据实际问题的大小确定尺寸单位精度)–避免产生小尺寸网格导致较大差异的网格过渡网格划分.扩大求解域的影响•当我们扩大求解域时,必然增加整个系统网格数.•这主要是因为物体几何网格线延伸到整个求解域边界,同时会增加求解计算时间..处理方法粗略外部网格精细局域网格精细膨胀网格•解决办法是将整个装置采用局域化处理.•产生两类网格.局域化网格•网格局域化可以应用于:–物体–组件–Regions•使用网格约束定义..局域化网格•方法1–单个物体进行设置.1.选择物体2.设置网格约束(注意:可在各个方向可独立设置不同网格约束.)3.按图标,进行局域化操作.列表中的图标显示局域化提示.4.检查DrawingBoard…选中物体增加网格约束局域化局域化网格.•如何对组设置局域化网格?局域化网格.•方法二.采用Region将多个物体”包”起来.局域化网格–包含三个物体的组–添加网格约束–绘制region–局域化.局域化网格•我们来分析一个采用局域化网格的散热器模型…–存在两个问题.局域化网格1.物体几何边界与局域化边界重合时,网格线会延伸到外部区域边界.2.空气出/入口部分,需要更详细网格描述.–解决的办法是将网格约束做膨胀设置.局域化网格.局域化网格•局域化网格区域之间可以相互嵌套壳体采用局域化网格散热器采用局域化网格FLOTHERM要求在局域化区域与求解域之间最少两个网格单元进行描述..•局域化网格不能相互部分重叠,但可以紧邻.–包括膨胀区域局域化网格.•如果有部分重叠的局域化网格,可以采用多个相邻局域化空间来组合完成,避免产生网格冲突.局域化网格.网格质量检查•在系统网格()数据栏中检查局域化网格长宽比选择一个局域化区域.它会在DB中被击活..网格质量检查•在DrawingBoard中检查局域化网格–在当前模式中选中Workplane–选择Workplane(灰色轮廓),使用鼠标或键盘通过来移动平面.网格质量检查•在FLOMOTION中检查网格–重新初始化(如果没有计算结果)–打开Flomotion,并创建可视平面–通过操作杆移动平面.网格划分思路1.建立几何模型后，软件自带四种网格划分类型“None,Coarse,Medium,Fine”,建议选择”None”型.2.在GridSummary中,检查细小网格(三个不同方向)所在位置,通过调整物体尺寸消除较小单元,提高最小网格单元数量级.3.针对不同区域,采用局域化网格.在网格单元控制参数中,建议采用控制最大单元尺寸选项.4.调整系统网格,通过控制Maxsize和Smooth来使系统网格长宽比控制在最佳范围内..Flotherm后处理俞丹海Flomerics中国代表处40min.Flomotion操作界面.材料编辑器材料调色板渲染编辑器图例编辑器示图编辑器网格显示矢量显示云图显示手动杆Flomotion.显示实体线框选择半线框图全线框图可以通过热键”W”,”S”切换实体和线框图Flomotion.视图变量选择视图方向选择创建新平面删除平面Flomotion.数值显示框标注控制框Flomotion.动态粒子数显示控制开关粒子类型流线类型手动控制选项Flomotion.设置动态粒子流方法方法二:1.激活粒子流图标,并创建”source”源(默认位置),并设置显示参数.2.通过手动调整粒子源位置,确定显示方式.方法一:1.在模型选中放置粒子源的物体面(例如风扇,通风口处等)2.激活粒子流图标,并创建”source”源,并设置显示参数..Flomotion.动态播放控制动态输出Flomotion.•云图可以动态播放:–点播放”On”按钮–可以通过动态设置对话框来控制播放效果.Flomotion.Flomotion三种类型流线:粒子不同形状带状–伴随不同类型插入形线状.•以AVI格式输出…Flomotion.•保存预定位置图片:1.打开照相编辑器.2.将图片设置到指定位置3.点击保存Flomotion.•重现已保存位置图片1.打开照相编辑器.2.在列表中点击所需位置图.Flomotion.•拍照位置可以保存…–注意这个过程将保存所以平面,粒子流和表面渲染等设置Flomotion.•也可以保存多个位置图片,并且将该组以AVI格式输出播放…Flomotion.TableWindow表格类型数据表切换键数据表格选项对流换热系数计算器.TableWindow结果数据选项变量选择网格类型区域选择类型选择位置和尺寸设置瞬态参数.ConvergenceandTroubleshooting俞丹海Flomerics中国代表处30min.•收敛的定义•终止标准•导致收敛问题的原因•残差曲线诊断•改善收敛•SolutionControl设置•Pro-Active技术Convergence.•Flotherm求解一组偶合非线性偏微分方程(来源于Navier-Stokes方程)•Flotherm采用迭代来求解方程(SIMPLE算法,PatankarandSpalding)•求解收敛的准则:–任何变量的残差达到软件默认设置(终止标准)–任何监控点不发生波动•在Profile窗口中检查收敛问题Convergence.•在下列情况下,被认为已收敛每个变量残差值达到1监控点走平AND收敛的定义.•可以在PM中[Control/Variable]菜单中查看指定不同变量的残差终止标准•FLOTHERM软件默认的终止标准值在大多数产品分析中,安全余量相对可靠,不需要更改.•终止标准是基于系统的质量,动量和能量三个方面来设定的.终止标准.•质量平衡(压力场残差)–终止标准=0.005M(kg/s)–强迫对流:M=TotalInletorOutletFlowRate–自然对流:M=.EFCV.A:AirdensityEFCV:EstimatedFreeConvectionVelocityA:Areaperpendiculartothevertical•动量平衡(速度场残差)–终止标准=0.005MV(N)–强迫对流:V=FanorFixedFlowmaximumvelocity–自然对流:V=EFCV终止标准.•能量平衡(温度场残差)–终止标准=0.005Q(W)–如果在系统中有热源或热沉:Q=TotalHeatSourcesorSinks–如果系统中无热源或热沉:Q=MCpTtypTtyp=20°C•这些参数设置满足大多数系统的要求,并且是相当保守的收敛标准对于某些特殊的系统,不需要采用这么严格的收敛的标准.终止标准.•例如:–多流体系统(液冷)–如果系统中主导的是液体,会收敛问题发生,默认系统是以空气作为流体特性参数而设置.–有风扇和导流板–FLOTHERM计算特征速度是以风扇出口的最大流速度为参考.由于其中某一个风扇尺寸和导流板的原因,速度可能是原先值的上百倍,这样会导致动量收敛问题.与终止标准相关的收敛问题.其它收敛问题•产生收敛问题的因素–建模型过程中产生的错误–网格设置精度不够大–方案中的不稳定性或不良设计–控制参数不适宜•过多网格或者过少网格都是不合适的做法.残差曲线ResidualErrorIterationResidualErrorIteration50ResidualErrorIteration50ResidualErrorIteration50ResidualErrorIteration50ResidualErrorIteration收敛发散高位