Thermal Desktop-解决复杂工程热和流体流动问题的利器

导读：大家好，我是仿真秀专栏作者——Tsinglin，高级工程师，12年热、流体(CFD&NHT)仿真分析从业经验。北京理工大学航空宇航科学与技术专业硕士研究生毕业，曾就职某上市公司流体工程师，现就职某研究院热控工程师。负责和参与过多项省部级、中国空间站、载人登月和星网等项目的具体工作，发表4篇业内高水平期刊论文及20余项专利著作权。副主任设计工程师，分析内容涉及流动传热、复杂空间轨道热、电子散热、多相流、气动及流体系统仿真分析。作为主要项目负责人，完成多项国家重大专项课题研究，具有丰富的行业设计仿真及试验验证经验。具有多年线上和线下课程培训经验，完成线下培训50余场次，现场及线上培训学员超1000人次。完成企业项目合作累计超20次，服务质量和服务态度得到服务企业的一致好评。

近日，由我原创首发仿真秀的视频课程《零基础快速入门Thermal Desktop(SINDA/FLUINT)工程热流体仿真20讲》终于上线了。这套课程我准备了快2年了，旨在帮助初学者快速入门Thermal Desktop，让初学者快速掌握软件功能特点、基本操作流程和学习方法。并结合实际工程问题案例进行讲解软件的具体应用过程，让初学者能够快速突破学习曲线瓶颈，起到打通任督二脉之功效。

本课程，还有一个最大的特点就是持续保持更新。作为国内首套中文版Therml Desktop系统性教学视频课程，后续会根据学员学习效果及反馈，不断优化课程内容。为用户提供VIP群和答疑服务，可提供定制化培训或咨询。希望对仿真学习者有所帮助。同时本课程也注重培养学习者的个人处理能力，方便后期学习课程后能完成其他工程项目，除了工作收入，还能有可观的兼 职收入。

一、Thermal Desktop是什么

Thermal Desktop，简称TD，也有很多早期工程师习惯称呼它为SINDA/FLUINT。是一款基于集总参数热网络、有限差分(FD)、有限元(FEM)和离散经验公式的大型热、流体仿真分析软件。也是全球首款单界面全（1D&3D）热流体(单/两相)问题模拟分析软件。是一系列为实现热流体分析的程序包的总称。

Thermal Desktop图形界面嵌入在Autodesk公司旗下的AutoCAD建模软件中。主要完成热模型的前、后处理工作，为SINDA/FLUINT求解器提供计算输入和处理求解器计算完成后返回的数据结果。如：基于几何模型生成有限元网格、创建基于数学公式的高精度有限差分网格和生成基于集总参数的“热网络”或“流体网络”。

Thermal Desktop内置两个功能模块：RadCAD和FloCAD。其中RadCAD主要用于热辐射和轨道环境的构建；FloCAD主要用于热管和流体网络模型的构建。

SINDA/FLUINT(S/F)是Thermal Desktop基”网络”的热/流体求解器。和大多数仿真软件求解器一样，用户往往是看不见的。但也具备通过外部接口单独自定义驱动的能力。

TD Direct图形界面嵌入在ANSYS SpaceClaim软件中，通过内置在Thermal Desktop的接口，可以一键无缝实现几何模型和热模型之间的实时动态更新。TD Direct具备的高级网格划分功能，进一步增强了Thermal Desktop处理复杂模型的能力。

二、Thermal Desktop能干什么

工程师可以应用Thermal Desktop开展器件级、板级、部件级、组件级以及任意规模的系统级热、流体仿真分析工作。具体可以包括：

• 稳态分析与瞬态分析

• 热传导、热对流、热辐射

• 地面太阳辐射、轨道外热流、其他行星外热流

• 单相/两相流体流动、单组分、混合物流体流动

• 流固耦合换热、水锤分析

• 最完整的航天器热控分析（多层、加热器、单/两相流体回路等）

• 液体推进、低温制冷、压缩循环分析

• 热管、可变热管、环路热管

• 节流致冷、TEC热电冷、相变材料、烧蚀模拟

• 非等向性传热材料分析

• 参数化分析、设计优化、目标捕获、极端工况帅选及鲁棒设计

• 自动拟合实验数据、自动修正热模型

• 可靠性工程（统计分析各种不确定性） 等等

三、Thermal Desktop的前世今生

Thermal Desktop源于NASA，有超过50年行业经验。是NASA指定的航天器热分析标杆软件。20世纪80年代由NASA整合创建了第一个纯热计算功能版本，取名叫SINDA85。随后逐渐发展并引入了流体计算功能，于1986年改名为SINDA/FLUINT。值得注意的是，这个时候，其实大部分工业软件都是没有图形界面的，SINDA/FLUINT也不例外。

随着计算机技术的发展，到了20世纪90年代，SINDA/FLUINT引入了基于CAD的方法，RadCAD、Thermal Desktop、FloCAD相继发布，并将Thermal Desktop作为主要的GUI前端框架，逐渐减少采用手动编写驱动SINDA/FLUINT求解器计算的输入文本，而是采用Thermal Desktop基于GUI的几何建模方式自动生成驱动SINDA/FLUINT求解器的输入文本。

到了21世纪初，随着Thermal Desktop技术发展，引入TD Direct进一步提高了图形操作能力，并在5.8版本完全弃用Sinaps（流体网络建模工具，现整合到FloCAD）,同时， SINDA/FLUINT求解器也基本消失到“幕后”进行工作。这也是为什么很多老工程师习惯叫SINDA/FLUINT的原因。

2022年ANSYS公司完成了对Thermal Desktop的收购，作为Ansys的3D热、流体流动和任务仿真工具套件强有力的补充，未来计划会进一步强化Thermal Desktop系统级热流体分析能力，实现Thermal Desktop的系统级热建模与Ansys的多物理场分析软件系列（包括Ansys结构、流体、航天和光学仿真产品组合）的强强联合。

四、Thermal Desktop为什么与众不同

• 基于集总参数-有限差分-有限元的灵活建模方法，可以在同一个模型中同时使用详细几何体、概念几何体或者完全不使用几何体。换句话说，工程师在整个产品设计阶段，中途无需更换工具，只需要在Thermal Desktop中修改建模方法的选择即可。

• 可以在单一界面内，同时采用1D热、流体网络建模与2D或3D热体结合，实现对任意复杂热、流体系统的建模。

• 最深入的两相热工水力分析能力，能够处理两相流动中很多其他软件处理不了的奇特现象（如主动相识别、毛细效应、气态溶质溶解等）。

• 非常强大的热辐射计算和轨道热环境模拟工具

• 具有高度可定制、可扩展的能力，一个软件就可以解决所有热、流体问题

• 非常快的系统级瞬态热计算速度，即使在PC机上求解，都能在几分钟内完成

五、为什么要学Thermal Desktop？

对于热设计、热仿真工程师而言，只需要学习一个软件即可解决工作上面临的所有热流体问题。这无疑可以减少工程师的学习成本，也能够让工程师更专注与热问题的解决和精通一个软件的使用技能。

其他传统CFD(热仿真)软件工作效率低或者功能受限，比如

• 我们需要开展复杂的系统级热模型分析瞬态计算时间非常长
• 需要进行非常复杂的轨道热分析
• 其他软件难以模拟的两相流现象，比如需要开展系统级的两相流体回路系统分析
• 自定义模型开发难度困难等等

正在或准备投身航空航天行业的学生或工程师。目前不论是航天国家队（如501、508、507、中科院等）还是商业航天公司，几乎都采用Thermal Destop作为热分析工具。提前掌握Thermal Desktop的应用能力，能够让您在面试的时候更具竞争力，进入工作岗位后更快的适用工作，成长快人一步。

六、Thermal Desktop课程安排

《零基础快速入门Thermal Desktop(SINDA/FLUINT)工程热流体仿真20讲》旨在帮助初学者快速入门Thermal Desktop，让初学者快速掌握软件功能特点、基本操作流程和学习方法。并结合实际工程问题案例进行讲解软件的具体应用过程，让初学者能够快速突破学习曲线瓶颈，起到打通任督二脉之功效。本课程为学员提供VIP用户交流群、课程资料、答疑服务、奖学金、免费企业内推和持续加餐等服务。

《零基础快速入门Thermal Desktop(SINDA/FLUINT)工程热流体仿真20讲》

课程安排如下（持续更新中）：

1、您将得到

（1）全面了解软件的功能及特点优势

（2）快速入门Thermal Desktop(SINDA/FLIUNT)，提高初学者的信心，缩短软件学习周期；

（3）掌握Thermal Desktop(SINDA/FLIUNT)热仿真分析方法；

（4）掌握Thermal Desktop(SINDA/FLIUNT) 1D系统级热网络、流体网络建模思路和操作流程；

（5）掌握Thermal Desktop(SINDA/FLIUNT)3D传热、对流、热辐射、轨道外热流仿真思路和操作流程；

（6）能够具备独立应用Thermal Desktop(SINDA/FLIUNT)开展1D和3D热流仿真分析工作的能力；

（7）为后续Thermal Desktop(SINDA/FLIUNT)软件高级功能的学习打下坚实的基础；

（8）提供课程相关全部资料和VIP群、答疑等服务。