flotherm教学资料

1CoolerMasterUserGuideofFlotherm2Flotherm介紹1•Flotherm是一套專門為電子散熱領域所設計的商業CFD軟體.•CFD為ComputationalFluidDynamics的縮寫,意思為計算流體力學.所謂‘’計算‘’,是指利用電腦程式來解決的意思.亦有稱為數值方法.•以往在解決散熱問題可以用三種方式:–理論解析:利用數學方程式解決.但此種方式,僅適合非常簡單的問題.在真實世界幾乎無法用此種方式來解題.–實驗:直接量測.此方法為最準確.但是必須要有實際的產品才可做到.–數值方法:係利用電腦程式來解決散熱問題.可以在無實體的情況下,自由去做模擬.3Flotherm介紹2•CFD軟體在計算什麼呢?•所有CFD軟體均是在計算壓力,速度,溫度,此三個變數.因為此三個變數是構成流體力學,熱傳學的基本物理量.•由於速度是向量,所以在表達速度時,習慣以X,Y,Z三個方向的分量來做表示.亦即Vx,Vy,Vz.•因此,CFD軟體在求解五個變數,–P:壓力–Vx:X方向的速度.–Vy:Y方向的速度.–Vz:Z方向的速度–T:溫度.4Flotherm介紹3•準確度一直是CFD軟體最為人挑剔的地方.•有幾項因為影響到CFD軟體的準確度:–軟體本身的程式:沒有人會看的到程式,也不知道程式寫的對不對.–使用者本身的能力:CFD牽涉到流體力學,熱傳學,材料性質等專業知識.使用者要能具備這些知識,才能有效運用CFD軟體.•總之,沒有一套CFD軟體是十全十美的.就像一部車子,駕駛人必須要操過它,才能掌握車子的性能.同樣,工程師要靈活運用Flotherm,也必須要花時間去‘’操‘’它,才能體會Flotherm可以為你做什麼.5運用Flotherm的幾個原則•要非常熟練模型的建立.把它當作是在畫Pro/E,AutoCad.•要能合理的簡化模型.實際的Cooler都還太複雜,適當的簡化可以增進模擬的效率.–格點越少越好–以簡單而不失真的外型來取代原始的外型.•每一個模型都要合乎熱傳與流場的觀念:–熱傳:熱的傳遞路徑與方式–流場:空氣的流動路徑6學習項目No學習項目1熟悉各種工作視窗2熟練快速鍵3熟練各種模型的建法4利用MCD將Pro/E的圖型轉入Flotherm練習練習建立模型5熟練Library的使用6熟練各種模型的“性質”定義7調整網格8執行計算7學習項目1學習項目熟悉各種工作視窗8熟悉各種工作視窗No工作視窗1ProjectManager2DrawingBoard3FlowMotion4Tables5Profiles6FLO/MCAD7Visualization9熟悉各種工作視窗No工作視窗功能1ProjectManager類似檔案總管.管理所有的物體2DrawingBoard類以Auctocad.具有繪圖功能3FlowMotion可做動態顯示.4Tables性質表.顯示各個物體的性質,及各種資料5Profiles執行狀態曲線6FLO/MCAD可將IGS檔案轉入至Flotherm7Visualization類似Pro/E.可預覽3D立體畫面.但無繪圖功能10ProjectManager檔案管理複製,移動,陣列視圖管理工具選項單位轉入,轉出檔案細部操作於上課中詳述11DrawingBoard物件分層12DrawingBoard翻轉調整顯示工具顯示網格的資料對齊工具自動對齊工具視角視窗切換工具細部操作於上課中詳述測量尺寸工具指標與手切換工具背景顏色切換工具13Visualization物件分層14Visualization手:轉動,移動,局部放大,轉動:滑鼠左鍵移動:滑鼠中鍵局部放大:用滑鼠右鍵框選欲放大部位指標:選取15學習項目2學習項目熟練快速鍵16快速鍵No快速鍵功能1F3目錄管理:獨立出來2F4目錄管理:完全關閉3F5目錄管理:回到上一層4F6目錄管理:完全展開F9切換指標/游擊手F7叫出/關閉繪圖列F12隱藏物體R回覆至原來的畫面No快速鍵功能S呈現實體狀態W呈現骨架狀態G顯示網格線Tab切換各種視角畫面細部操作於上課中詳述17學習項目3學習項目熟練各種模型的建法18熟練各種模型的建法No工作視窗功能用途1Cuboid產生一個矩型體最常用2Resistance產生一個流阻機殼上的通風口3Source產生一個熱源CPU的熱源4PCB產生一個主機板5Enclosure產生一個中空的封閉體機殼6Fan產生一個風扇風扇7Region產生一個可供量測的區域細部操作於上課中詳述19熟練各種模型的建法No工作視窗功能用途1Prism產生一個三邊體偶爾用2Assembly產生一個目錄最常用3HeatSink產生一個Heatsink最常用4SlopingBlock產生一個斜板體5Cylinder產生一個圓柱體幾乎不用6Monitor產生一個溫度監測點一定要用細部操作於上課中詳述20繪圖指令列翻轉調整顯示工具顯示,隱藏網格對齊工具自動對齊工具視角視窗切換工具細部操作於上課中詳述測量尺寸工具指標與手切換工具背景顏色切換工具21一些技巧No指令功能1Move移動物件2Pattern陣列複製3Align對齊物件4Collapse(壓縮)將3D物體壓縮成一個平面.常用於處理錫膏,TIM上.注意:被Collapse的物體,其厚度仍是存在的.5DecomposeSmartPart將模型分解至基本圖型.常用於Heatsink,Enclouser622一些應用觀念No1在Flotherm裡,可以建立3D物體,也可以壓縮之,使其成為2D平面.2後建的物體會‘’吃掉‘’先建的物體3Fan可以‘’吃掉‘’平面的Cuboid4Resistance可以‘’吃掉‘’平面的Cuboid5623物件分層24建立一個機殼No操作1建立一個Enclouser,當作機殼2設定相關尺寸:外部尺寸,機殼厚度(1.5mm)3利用DecomposeSmartPart,將之分解成獨立的6面.4設定通風口:建立2D-Resistance5設定通風口的通風率.細部操作於上課中詳述25建立一個電源供應器PSUNo操作1建立一個Enclouser,當作機殼2設定相關尺寸:外部尺寸,機殼厚度3利用DecomposeSmartPart,將之分解成獨立的6面.4建立3D-Resistance,當作整體的流阻5建立3D-Source,當作整體的發熱量6設定通風口:建立2D-Resistance7設定通風口的通風率.8建立風扇細部操作於上課中詳述26學習項目4學習項目利用MCD將Pro/E的圖型轉入Flotherm首先,將Pro/E的圖轉成IGS檔.27啟動FLOMCAD視窗28呼叫IGES檔案129呼叫IGES檔案2選擇要轉入的IGS檔.30呼叫IGES檔案3轉入成功!31呼叫IGES檔案4轉入的圖型32呼叫IGES檔案5開始處理轉入的圖型33呼叫IGES檔案6分解轉入的圖型分解成功!分解後的複雜度34呼叫IGES檔案7分解後的圖型將FLOMCAD圖型轉入至Flotherm內35呼叫IGES檔案8這個畫面是在說:圖檔已經轉入至Flotherm內,並且清除了在FLOWCAD的圖36學習項目5學習項目熟練Library的使用1.Library:資料庫2.在Flotherm裡,可以將常用的物件存進Library.方便隨時取用.3.例如常用的CPU,Fan,Heatsink均可以將其存進Library,爾後就不需要重新建立.省時方便.37Library的動作學習項目1將已建好的物體存進Library2將Library裡的物體呼叫進現在的專案裡3將Library裡的物體傳出去給別人使用.4將外部的檔案,呼叫進自己的Library38(1)將已建好的物體存進Library步驟1先建一個heatsink,並命名為HS1.2點選之,按右鍵,進入Location.點選Library.便會自動出現右邊畫面3在SelectionForm下選擇Project.此時將會出現HS14在中間欄位輸入HeatSink,按Save.(此動作是在Library裡建立一個HeatSink的群組,並將HS1存此此群組下.)5結束.退出視窗.可到ProjectManager/External/Library裡去檢查是否有HeatSink這個群組存在.以單一SmartPart為例39(1)將已建好的物體存進Library(續)步驟1先建一個Assembly,並命名為.裡頭建立所有PSU所需的物件.2點選PSU1,按右鍵,進入Location.點選Library.便會自動出現右邊畫面3在SelectionForm下選擇Project.此時將會出現PSU14在中間欄位輸入PSU,按Save.(此動作是在Library裡建立一個PSU的群組,並將PSU1存此此群組下.)5結束.退出視窗.可到ProjectManager/External/Library裡去檢查是否有PSU這個群組存在.以Assembly為例40(2)將Library裡的物體呼叫進現在的專案裡步驟1先隨便建一個heatsink.2點選之,按右鍵,進入Location.便會自動出現右邊畫面3選擇HS1.按下Load.(此動作是將Library裡HeatSink群組下的HS1呼叫進目前的專案.)4結束.退出視窗以單一SmartPart為例41(2)將Library裡的物體呼叫進現在的專案裡(續)步驟1直接點選RootAssembly,按右鍵,進入Location.選擇PSU,便會自動出現右邊畫面2選擇PSU1按下Load.(此動作是將Library裡PSU群組下的PSU1呼叫進目前的專案.)3結束.退出視窗以Assembly為例42(3)將Library裡的物體傳出去給別人使用步驟1到ProjectManager/External/Library裡去點選PSU群組.2按下Export.(此動作是將Library裡PSU群組傳出去.3選擇檔案儲存的位置,並輸入檔名,按開啟(O).4結束以剛剛建立的PSU為例43(4)將外部的檔案,呼叫進自己的Library步驟1到ProjectManager/External/Library裡,按下Import.(此動作是要從外部叫進一個Library檔)2選擇到放置檔案的位置,點選之,按開啟(O).3結束.(可到ProjectManager/External/Library裡去檢查是否有PSU這個群組存在.)4以剛剛建立的PSU為例44學習項目6學習項目熟練各種模型的“性質”定義45熟練各種模型的“性質”定義No性質功能1Location設定位置,大小,是否薄面2Material設定材料的導熱係數3Surface設定表面顏色,粗糙度4Thermal設定熱傳模式.一般熱傳或發熱體5Radiation設定輻射6746“性質”定義:Location取名字位置座標尺寸大小薄面設定薄面壓縮方向的選擇47“性質”定義:Material新增一種材料性質從材料庫裡直接叫出使用48Material:新增一個材料給予名稱設定熱傳導係數的特性輸入熱傳導係數輸入密度輸入比熱輸入表面性質及顏色49Material:從材料庫裡找一個材料用1.從材料庫中選擇一個材料.2.按下Load3.按下Dismiss,離開此視窗12350Material:最後確認1.選擇你要的材料2.按下Attach3.確認在CurrentlyAttached欄位裡出現你選擇的材料4.按下Dismiss離開此視窗123451“性質”定義:Surface新增一種表面性質從表面庫裡直接叫出使用52Surface:新增一個表面給予名稱設定表面狀況設定表面顏色按下OK儲存此表面,並離開此視窗53Surface:從表面庫裡找一個表面用1.從表面庫中選擇一個表面.2.按下Load3.按下Dismiss,離開此視窗12354Surface:最後確認1.選擇你要的表面2.按下Attach3.確認在Attachment欄位裡出現你選擇的表面4.按下Dismiss離開此視窗123455“性質”定義:Therm