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Python助力Flotherm热设计仿真全流程自动化

1月前浏览1822

Flotherm是一款专业的电子系统散热仿真软件,广泛应用于电子设备的热设计分析,市场占有率高达80%。Flotherm具有强大的仿真功能,支持从元器件级到系统级的全面热分析,帮助用户在产品设计初期识别和解决散热问题,从而提高产品可靠性。

然而,在Flotherm热设计仿真过程中,模型前处理、优化设计、赋功耗、求解计算、后处理以及整理输出报告,整个过程常常涉及大量重复性工作,这些任务不仅耗费时间和精力,还极容易引入人为输入错误和不统一。

为了提高工作效率,减少人为错误,充分利用下班时间电脑持续计算,保证输出报告规范和统一,我们迫切需要自动化解决这些重复性工作,使热设计工程师们可以解放出更多时间和精力,投入到创造性的设计工作中。

鉴于此,本文结合实际热设计工程实例(手机和IGBT),基于Python程序、Flotherm高阶模块、Floscript、Floxml、Ai、Python UI界面建模等功能,讲解如何利用程序和各种工具,实现仿真全流程自动化。

如果你是一名硬件(结构)工程师,有一定的热设计和热管理基础,或者毕业后      计划从事电子设备散热行业,对Python编程开发、Flotherm二次开发拥有浓厚兴趣,迫切希望通过学习提升自身能力和工作效率,本文将助你一臂之力。

一、IGBT热仿真自动化案例

  • 两种不同IGBT结构:26颗芯片(8颗IGBT+18颗FRD)、28颗芯片(8颗IGBT+20颗FRD)
  • 两种工况(逆变+整流),两种工况均计算瞬态+稳态,一共八个Case
  • 得到每个IGBT和FRD芯片结温、热阻(散热器、基板)

第1种IGBT结构:26颗芯片

第2种IGBT结构:28颗芯片

二、热设计仿真自动化思路  

1) 通过Floxml创建材料。

2) 由于IGBT模型里面各种芯片和结构比较规整,采用Flomcad直接导入stp结构文件体素化转成Flotherm模型。

3) 录制基础Floscript,包括以下内容:
  • Flomcad前处理

  • 模型求解和边界设置

  • 计算域和网格设置

  • 添加监测点

  • 赋热耗

4) 通过Python中的XML、OS、SUBPROCESS等模块修改基础Floscript中的结构(V1、V2)、瞬态稳态、功耗,导出几种case的pdml,自动批处理计算,得到结果文件。详细代码参考课程中附件。

5) 创建基础的后处理Floscript,通过Python中的XML、OS、SUBPROCESS等模块修改基础Floscript中的结果文件路径,自动后处理所有计算结果,得到所有Case的芯片结温和对应基板和散热器监测点温度,再使用Pandas模块将所有结果汇总,得到结温和热阻。当然也可以得到表面云图和切面图等,可参考课程中其他实际案例。

三、全流程仿真GUI界面化  

为了方便操作,将Python代码打包成EXE文件,不需要安装Python编译环境和各种包,就可在任何兼容的Windows系统上直接运行,大大提升了软件的可部署性和用户体验。程序包括有前处理、批处理计算、后处理、出报告、监测残差和监控点等功能。

四、热设计仿真自动化课程推荐  

   帮助工程师朋友们实现仿真全流程自动化,极大提升学员工作效率和工作能力,仿真秀首发视频课程        Python在Flotherm中的自动化高级应用16讲,掌握热设计仿真自动化》
该课程基于Python程序、Flotherm高阶模块、Floscript、Floxml、Ai、Python UI界面建模等,结合实际热设计工程实例(手机和IGBT)、代码和场景,生动细致地讲解如何利用程序和各种工具。课程安排如下:
第一章:Flotherm Python自动化
  • 课程大纲简介 

  • 自动化流程原理以及多Case自动建模上 

  • 多Case自动建模下 

  • 自动批处理计算 

  • 计算结果自动后处理 

  • 自动生成仿真PPT结果报告 

  • 仿真全流程自动化(面向对象UI界面编程) 

第二章:提效工具使用

  • Common Center 

  • Floeda 

  • 根据温度反推功耗 

  • SCDM和Flomcad前处理 

第三章:IGBT实际案例自动建模、计算、后处理、报告
  • IGBT项目背景和自动化思路 

  • Floxml用法和材料库创建 

  • 录制初始自动化Floscript 

  • 自动前处理、计算、后处理、报告 

第四章:AI工具使用

点击阅读原文了解详情

来源:纵横CAE
Flotherm二次开发电子python芯片材料MCAD热设计
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-09-29
最近编辑:1月前
纵横CAE
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