第1章 FloTHERM概述 1
1.1 FloTHERM软件介绍 1
1.2 FloTHERM软件背景原理 1
1.3 FloTHERM功能特点 2
1.4 FloTHERM工程应用背景 3
1.5 FloTHERM软件模块 4
1.6 FloTHERM软件安装 7
1.6.1 FloTHERM软件Windows版本安装 7
1.6.2 许可证安装 11
1.6.3 浮动版软件客户端许可证设置 14
1.7 FloTHERM软件主界面 15
1.8 FloTHERM简单实例分析 16
第2章 FloTHERM中传热学与流体力学基础 22
2.1 热传导 22
2.1.1 热传导微分方程式 22
2.1.2 傅里叶定律 22
2.1.3 热导率 23
2.1.4 热阻 25
2.1.5 二维矩形区域稳态热传导问题数值求解 26
2.1.6 小结 28
2.2 对流换热 28
2.2.1 对流换热的起因与状态 28
2.2.2 牛顿冷却定律 29
2.2.3 对流换热无量纲准则数 29
2.2.4 外掠平板强迫对流换热实例 30
2.2.5 小结 32
2.3 热辐射 32
2.3.1 热辐射的相关概念 32
2.3.2 热辐射基本定律 33
2.3.3 红外辐射换热计算 35
2.3.4 太阳辐射 36
2.3.5 FloTHERM中的红外辐射计算 37
2.3.6 FloTHERM中的太阳辐射计算 41
2.3.7 红外辐射计算实例 43
2.3.8 太阳辐射计算实例 44
2.3.9 小结 46
2.4 流体流态 47
2.4.1 湍流问题数值模拟求解 47
2.4.2 FloTHERM中的层流流动 48
2.4.3 FloTHERM中的湍流模型 49
2.4.4 小结 51
2.5 瞬态分析 51
2.5.1 背景 51
2.5.2 FloTHERM瞬态仿真分析介绍 53
2.5.3 FloTHERM瞬态仿真分析实例 56
2.5.4 小结 68
2.6 重力 68
2.6.1 FloTHERM中的重力加速度设置 68
2.6.2 FloTHERM中的浮升力计算 69
2.6.3 小结 70
2.7 流体 70
2.7.1 空气的物性参数 70
2.7.2 水的物性参数 71
2.7.3 FloTHERM中的流体特性 72
2.7.4 Fluid特性应用 72
2.7.5 小结 73
2.8 边界条件 73
2.8.1 温度对电子设备散热的影响 73
2.8.2 压力 74
2.8.3 Boundaries Face 75
2.8.4 System的Ambient特性 76
2.8.5 Model Setup中的Pressure和Temperature 77
2.8.6 Ambient Temperature和Default Ambient Temperature设置 78
2.8.7 小结 79
2.9 求解域 80
2.9.1 环境对系统设备的影响 80
2.9.2 系统外部物体的影响 81
2.9.3 系统外无重要影响因素 82
2.9.4 Cutout 83
2.9.5 小结 83
2.10 焦耳热 83
2.10.1 背景 83
2.10.2 FloTHERM焦耳热分析介绍 84
2.10.3 FloTHERM焦耳热分析实例 85
2.10.4 小结 88
第3章 软件常用命令 89
3.1 Project菜单 89
3.2 Edit菜单 92
3.3 View菜单 96
3.4 Geometry菜单 96
3.5 Model Setup菜单 101
3.6 Grid菜单 101
3.7 Solve菜单 101
3.8 Window菜单 102
3.9 Viewer菜单 103
3.10 Help菜单 104
第4章 智能元件 106
4.1 封装元件 106
4.1.1 背景 106
4.1.2 封装元件在FloTHERM中的建模 106
4.1.3 封装元件建模实例 110
4.1.4 小结 112
4.2 PCB 112
4.2.1 背景 112
4.2.2 PCB智能元件 112
4.2.3 过孔简化 115
4.2.4 PCB在FloEDA中的处理 115
4.2.5 PCB通过FloEDA模块建模应用实例 118
4.2.6 小结 121
4.3 散热器 122
4.3.1 背景 122
4.3.2 散热器智能元件 125
4.3.3 散热器智能元件应用实例 132
4.3.4 小结 133
4.4 导热界面材料 133
4.4.1 背景 133
4.4.2 导热界面材料在FloTHERM中的建模方法 136
4.4.3 导热界面材料应用实例 137
4.4.4 小结 139
4.5 热电制冷器 140
4.5.1 背景 140
4.5.2 FloTHERM中的热电制冷器建模 142
4.5.3 热电制冷器的特性参数 145
4.5.4 FloTHERM中热电制冷器应用实例 145
4.5.5 小结 148
4.6 热管 148
4.6.1 背景 148
4.6.2 热管智能元件 150
4.6.3 热管智能元件应用实例 150
4.6.4 小结 151
4.7 风扇 151
4.7.1 背景 151
4.7.2 轴流风扇智能元件 154
4.7.3 前向叶片离心风扇模型 159
4.7.4 后向叶片离心风扇模型 161
4.7.5 轴流风扇建模实例 162
4.7.6 前向叶片离心风扇建模实例 163
4.7.7 后向叶片离心风扇建模实例 164
4.7.8 其他 166
4.7.9 小结 167
4.8 流动阻尼元件 168
4.8.1 背景 168
4.8.2 流动阻尼智能元件 169
4.8.3 流动阻尼在FloTHERM中的应用实例 172
4.8.4 小结 180
4.9 电子设备外壳 180
4.9.1 背景 180
4.9.2 外壳智能元件 180
4.9.3 外壳智能元件应用实例 182
4.9.4 小结 185
4.10 热交换器 185
4.10.1 背景 185
4.10.2 热交换器智能元件 186
4.10.3 热交换器应用实例 188
4.10.4 小结 191
4.11 机柜 191
4.11.1 背景 191
4.11.2 机柜智能元件 192
4.11.3 机柜应用实例 193
4.11.4 小结 194
4.12 机房空调 194
4.12.1 背景 194
4.12.2 空调智能元件 194
4.12.3 机房空调应用实例 196
4.12.4 小结 197
4.13 Region 197
4.13.1 背景 197
4.13.2 Volume Region 198
4.13.3 Collapsed Volume Region 200
4.13.4 Collapsed Volume Region仿真数据获取实例 200
4.13.5 小结 201
第5章 特性 202
5.1 Ambient特性 202
5.2 Fluid特性 203
5.3 Grid Constraint特性 204
5.4 Material特性 205
5.5 Radiation特性 207
5.6 Resistance特性 207
5.7 Source特性 208
5.8 Surface特性 210
5.9 Surface Exchange特性 211
5.10 Thermal特性 213
5.11 Transient特性 213
第6章 网格划分 216
6.1 网格划分步骤 216
6.2 几何模型处理 216
6.3 系统网格设置 217
6.4 网格约束与局域化 219
6.5 重要区域网格划分经验 221
6.5.1 轴流风扇 221
6.5.2 散热器 222
6.5.3 PCB 223
6.6 网格质量调整 223
6.7 网格独立性 225
6.8 网格划分实例 225
6.9 小结 229
第7章 求解计算 230
7.1 Profiles窗口介绍 230
7.1.1 Profiles窗口作用 230
7.1.2 Profiles窗口界面 230
7.2 求解收敛判断标准 231
7.3 求解计算参数残差值 232
7.4 参数终止计算残差值 233
7.4.1 压力终止计算残差值 233
7.4.2 速度终止计算残差值 234
7.4.3 温度终止计算残差值 234
7.5 参数残差曲线的形式 234
7.5.1 参数残差曲线稳定 234
7.5.2 参数残差曲线震荡 234
7.5.3 参数残差曲线发散 235
7.6 出现收敛问题的原因 235
7.6.1 与参数终止计算残差值相关 235
7.6.2 仿真模型创建错误 236
7.6.3 网格质量和数量 237
7.7 求解选项设置 238
7.8 参数残差曲线收敛改善方法 239
7.8.1 仿真模型检查 239
7.8.2 确定引起收敛问题的原因 240
7.8.3 求解选项调整 240
7.8.4 采用Monitor Point Convergence For Temperature功能 240
7.8.5 残差曲线收敛改善实例 240
7.9 小结 243
第8章 Visual Editor后处理模块 244
8.1 Visual Editor介绍 244
8.1.1 Visual Editor作用 244
8.1.2 Visual Editor界面 244
8.2 Visual Editor图形后处理 245
8.2.1 基本操作 245
8.2.2 全局设置 247
8.2.3 Viewer设置 248
8.2.4 Geometry设置 249
8.2.5 结果设置 250
8.2.6 标注 255
8.2.7 动画 256
8.2.8 结果输出 256
8.3 Visual Editor表格后处理 256
8.3.1 结果数据类型 256
8.3.2 数据结果输出 261
8.3.3 自动创建结果报告 261
8.4 小结 262
第9章 Command Center优化模块 263
9.1 Command Center优化模块介绍 263
9.1.1 Command Center作用 263
9.1.2 Command Center界面 263
9.1.3 Command Center使用流程 263
9.2 输入变量 264
9.2.1 数据输入形式 265
9.2.2 图形输入形式 266
9.3 输出变量 266
9.4 创建方案 266
9.4.1 默认创建方案 266
9.4.2 Multiply Input Variables创建方案 267
9.4.3 实验设计创建方案 268
9.4.4 方案列表 270
9.5 方案求解监控 271
9.6 方案优化设计 272
9.6.1 顺序优化 273
9.6.2 响应面优化 273
9.7 优化方案结果处理 274
9.8 Command Center优化实例 275
9.9 小结 280
第10章 FloMCAD接口模块 281
10.1 FloMCAD接口模块介绍 281
10.1.1 FloMCAD接口模块作用 281
10.1.2 FloMCAD接口模块界面介绍 281
10.1.3 FloMCAD接口模块使用流程 281
10.2 FloMCAD接口模块主要功能命令 282
10.2.1 Local Simplify命令 282
10.2.2 Global Simplify命令 284
10.2.3 Dissect Body命令 286
10.2.4 Voxelize命令 288
10.2.5 Decompose命令 288
10.2.6 Single Object命令 290
10.2.7 Split Body命令 292
10.3 FloMCAD模块应用实例 294
10.4 小结 303
第11章 FloTHERM仿真模型校核 304
11.1 FloTHERM仿真模型校核背景 304
11.2 FloTHERM仿真模型校核 306
11.3 FloTHERM仿真模型校核实例 307
第12章 BGA封装芯片热仿真实例 313
12.1 BGA封装芯片背景 313
12.2 BGA封装芯片热设计目标 313
12.3 BGA封装芯片散热原理 313
12.4 BGA封装芯片热仿真概述 314
12.4.1 热仿真目标 314
12.4.2 热仿真流程 314
12.4.3 热仿真所需信息 315
12.5 BGA封装芯片热仿真 317
12.5.1 BGA封装芯片建模 317
12.5.2 BGA封装芯片R JA热阻热仿真 329
12.5.3 BGA封装芯片R JB热阻热仿真 335
12.6 小结 341
第13章 户外通信机柜热仿真实例 342
13.1 户外通信机柜热设计背景 342
13.2 户外通信机柜冷却架构 342
13.3 户外通信机柜热设计方法 343
13.4 户外通信机柜热仿真概述 343
13.4.1 热仿真目标 343
13.4.2 热仿真流程 343
13.4.3 热仿真所需信息 344
13.5 户外通信机柜热仿真 344
13.5.1 Shelf模块简化 344
13.5.2 户外通信机柜稳态热仿真分析 364
13.6 小结 383
第14章 数据中心热仿真实例 384
14.1 数据中心热设计背景 384
14.2 数据中心热设计挑战 384
14.3 数据中心热设计目标 385
14.4 数据中心冷却架构 385
14.5 数据中心热仿真概述 387
14.5.1 数据中心介绍 387
14.5.2 热仿真目标 387
14.5.3 热仿真流程 388
14.5.4 热仿真所需信息 388
14.6 数据中心热仿真 388
14.6.1 建立仿真模型 389
14.6.2 网格划分 417
14.6.3 求解计算 420
14.6.4 结果分析 422
14.7 小结 423
第15章 智能手机热仿真实例 424
15.1 智能手机热设计背景 424
15.2 智能手机热设计目标 424
15.3 智能手机冷却架构 425
15.4 智能手机热仿真概述 426
15.4.1 热仿真目标 426
15.4.2 热仿真流程 426
15.4.3 热仿真所需信息 427
15.5 智能手机热仿真 427
15.5.1 建立仿真模型 427
15.5.2 网格划分 454
15.5.3 求解计算 455
15.5.4 结果分析 456
15.6 小结 458
第16章 服务器热仿真实例 459
16.1 服务器热设计背景 459
16.2 服务器热设计挑战 460
16.3 服务器热设计目标 460
16.4 服务器冷却架构 461
16.5 服务器热仿真概述 461
16.5.1 热仿真背景 461
16.5.2 热仿真目标 461
16.5.3 热仿真流程 461
16.5.4 热仿真所需信息 462
16.6 服务器热仿真 462
16.6.1 建立仿真模型 462
16.6.2 网格划分 497
16.6.3 求解计算 497
16.6.4 结果分析 499
16.7 小结 501
第17章 机房气流组织优化实例 502
17.1 机房背景 502
17.2 机房热环境测试 502
17.2.1 移动测量平台介绍 502
17.2.2 机房热环境测试结果分析 503
17.3 机房热仿真模型校核 506
17.3.1 建立仿真模型 506
17.3.2 网格划分 525
17.3.3 求解计算 526
17.3.4 仿真模型校核 528
17.4 机房气流组织优化 529
17.4.1 冷热通道封闭（优化方案一） 529
17.4.2 送风地板调整（优化方案二） 529
17.5 小结 530
参考文献 531