本文摘要(由AI生成):
文章主要介绍了Flotherm和Icepak这两个当今最流行的电子散热仿真软件,并分析了它们的特点和适用场景。Flotherm建模方便快速,网格划分高效简洁,仿真各项设定定制化程度低,相对容易上手,适用于常规电子散热设计。Icepak支持非结构化网格,可以更加便捷、更高精度地支持曲面结构,适用于液冷产品的仿真。Icepak被集成在了Ansys中的Workbench平台,在综合性仿真时具有优势。选择热仿真软件需要结合产品的特点进行,没有更好,只有更合适。
由于产品研发周期越来越短,电子产品散热问题越来越突出,大量公司开始考虑其产品的散热设计。作为辅助工具,热仿真软件的高效率、低成本以及便捷地可视化分析,使其在热设计中的作用越来越突出。在电子散热领域,Flotherm和Icepak是两个当今最流行的仿真软件,两个软件各有特点。热仿真软件的选择,需要结合产品的特点进行。没有更好,只有更合适。
就一般的应用来讲,Flotherm建模方便快速,网格划分高效简洁,仿真各项设定定制化程度低,相对容易上手。为了提高建模和计算效率,Flotherm提供了大量的s martpart快速建模的宏命令,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。
相对于Flotherm,对于常规的电子产品散热设计来讲,Icepak的核心优势是支持非结构化网格,从而可以更加便捷、更高精度地支持曲面结构。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。由于支持非结构化网格和接受不加修饰的原生CAD对象,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结构后,不合适的设置经常导致各种各样的错误。很多情况下,如果异形体的网格质量没有得到合理控制,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对象进行仿真。而如果简化为这样的对象的话,Flotherm也可处理。同为处理结构化对象时,Flotherm的建模效率则会明显胜出。
另外,Icepak中还集成了更多的湍流和辐射模型,通过分析具体案例,正确选择合适的模型,确实可以得到精度相对较高的结果,但这无疑需要更多流体力学,传热学,甚至CFD计算理论方面的知识。
Flotherm中的湍流模型
Icepak 中的湍流模型
注:图示并未展示出Icepak中支持的全部湍流模型,滑动右侧进度条可知,Icepak还支持K-Omega SST湍流模型。
诚然,更复杂的软件掌握好了能解决更多问题。Icepak的优势除了模型丰富,对于液冷产品的仿真也有微弱的优势。Icepak可以通过使用流体块对象,结合软件自身的高优先级对象自动覆盖低优先级对象这一特性,方便地仿真液体流道。而Flotherm则只能拼接。
Icepak另一天然优势是它被集成在了Ansys中的Workbench平台。在综合性仿真时,它的计算结果可以直接在电磁(HFSS/Maxwell/Q3D)和结构应力(Static Structural, Steady-State Thermal, Transient Structural, or Transient Thermal)之间进行传递。对于普通的电子散热,这可能应用不多,但对于芯片层面的热设计分析,这一功能与Flotherm相比,短时间内有不可替代的优势。
作者注:
本文论述的Flotherm软件仅指Flotherm本身,不包括其平台下的如FloEFD,FloMaster, Flotherm XT等软件;
Icepak只是Ansys中的一个模块,但Icepak没有独立的启动画面,图片Flotherm Or Ansys特指Flotherm Or Icepak
作者简介:陈继良,仿真秀专栏作者,文章节选自机械工业出版社发行,陈继良老师编著的《从零开始学散热》,点击可订购。