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 14
1.8 FloTHERM简单实例分析 15
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 空气物性参数 70
2.7.2 水物性参数 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 80
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 81
2.9.4 Cutout 83
2.9.5 小结 83
第3章 软件常用命令 84
3.1 Projeet菜单 84
3.2 Edit菜单 87
3.3 View菜单 89
3.4 Geometry菜单 89
3.5 Model Setup菜单 94
3.6 Grid菜单 94
3.7 Solve菜单 95
3.8 Window菜单 95
3.9 Viewer菜单 96
3.10 Help菜单 98
第4章 智能元件 99
4.1 封装元件 99
4.1.1 背景 99
4.1.2 封装元件在FloTHERM中的建模 99
4.1.3 封装元件建模实例 103
4.1.4 小结 105
4.2 PCB 105
4.2.1 背景 105
4.2.2 PCB智能元件 105
4.2.3 过孔简化 108
4.2.4 PCB在FloEDA中的处理 108
4.2.5 PCB通过FloEDA模块建模应用实例 111
4.2.6 小结 114
4.3 散热器 115
4.3.1 背景 115
4.3.2 散热器智能元件 118
4.3.3 散热器智能元件应用实例 125
4.3.4 小结 126
4.4 导热界面材料 126
4.4.1 背景 126
4.4.2 导热界面材料在FloTHERM中的建模方法 129
4.4.3 导热界面材料应用实例 130
4.4.4 小结 132
4.5 热电制冷器 133
4.5.1 背景 133
4.5.2 FloTHERM中的热电制冷器建模 135
4.5.3 热电制冷器特性参数 138
4.5.4 FloTHERM中热电制冷器应用实例 138
4.5.5 小结 140
4.6 热管 141
4.6.1 背景 141
4.6.2 热管智能元件 142
4.6.3 热管智能元件应用实例 143
4.6.4 小结 144
4.7 风扇 144
4.7.1 背景 144
4.7.2 轴流风扇智能元件 148
4.7.3 前向叶片离心风扇模型 153
4.7.4 后向叶片离心风扇模型 154
4.7.5 轴流风扇建模实例 154
4.7.6 前向叶片离心风扇建模实例 155
4.7.7 后向叶片离心风扇建模实例 158
4.7.8 其他 159
4.7.9 小结 161
4.8 流动阻尼元件 161
4.8.1 背景 161
4.8.2 流动阻尼智能元件 162
4.8.3 流动阻尼在FloTHERM中的应用实例 166
4.8.4 小结 173
4.9 电子设备外壳 174
4.9.1 背景 174
4.9.2 外壳智能元件 174
4.9.3 外壳智能元件应用实例 175
4.9.4 小结 178
4.10 热交换器 179
4.10.1 背景 179
4.10.2 热交换器智能元件 179
4.10.3 热交换器应用实例 182
4.10.4 小结 185
4.11 机柜 185
4.11.1 背景 185
4.11.2 机柜智能元件 186
4.11.3 机柜应用实例 187
4.11.4 小结 188
4.12 机房空调 188
4.12.1 背景 188
4.12.2 空调智能元件 188
4.12.3 机房空调应用实例 190
4.12.4 小结 191
4.13 Region 191
4.13.1 背景 191
4.13.2 Volume Region 192
4.13.3 Collapsed Volume Region 194
4.13.4 Collapsed Volume Region仿真数据获取实例 194
4.13.5 小结 195
第5章 特性 196
5.1 Ambient特性 196
5.2 Fluid特性 197
5.3 Grid Constraint特性 198
5.4 Material特性 199
5.5 Radiation特性 201
5.6 Resistance特性 201
5.7 Source特性 202
5.8 Surface特性 204
5.9 Surface Exchange特性 205
5.10 Thermal特性 206
5.11 Transient特性 207
第6章 网格划分 209
6.1 网格划分步骤 209
6.2 几何模型处理 209
6.3 系统网格设置 210
6.4 网格约束与局域化 212
6.5 重要区域网格划分经验 214
6.5.1 轴流风扇 214
6.5.2 散热器 215
6.5.3 PCB 215
6.6 网格质量调整 215
6.7 网格独立性 217
6.8 网格划分实例 218
6.9 小结 222
第7章 求解计算 223
7.1 Profiles窗口介绍 223
7.1.1 Profiles窗口作用 223
7.1.2 Profiles窗口界面 223
7.2 求解收敛判断标准 224
7.3 求解计算参数残差值 225
7.4 参数终止计算残差值 226
7.4.1 压力终止计算残差值 226
7.4.2 速度终止计算残差值 227
7.4.3 温度终止计算残差值 227
7.5 参数残差曲线的形式 227
7.6 出现收敛问题的原因 228
7.6.1 与参数终止计算残差值相关 228
7.6.2 仿真模型创建错误 229
7.6.3 网格质量和数量 229
7.7 求解选项设置 230
7.8 参数残差曲线收敛改善方法 232
7.8.1 仿真模型检查 232
7.8.2 确定引起收敛问题的原因 233
7.8.3 求解选项调整 233
7.8.4 采用Monitor Point Convergence For Temperature功能 233
7.8.5 残差曲线收敛改善实例 233
7.9 小结 236
第8章 Visual Editor后处理模块 237
8.1 Visual Editor介绍 237
8.1.1 Visual Editor作用 237
8.1.2 Visual Editor界面 237
8.2 VisualEditor图形后处理 238
8.2.1 基本操作 238
8.2.2 全局设置 240
8.2.3 Viewer设置 241
8.2.4 Geometry设置 241
8.2.5 结果设置 242
8.2.6 标注 248
8.2.7 动画 248
8.2.8 结果输出 249
8.3 Visual Editor表格后处理 249
8.3.1 结果数据类型 249
8.3.2 数据结果输出 253
8.3.3 自动创建结果报告 253
8.4 小结 254
第9章 Command Center优化模块 255
9.1 Command Center优化模块介绍 255
9.1.1 Command Center作用 255
9.1.2 Command Center界面 255
9.1.3 Command Center使用流程 255
9.2 输入变量 256
9.2.1 数据输入形式 257
9.2.2 图形输入形式 258
9.3 输出变量 258
9.4 创建方案 258
9.4.1 默认创建方案 258
9.4.2 Multiply Input Variables创建方案 259
9.4.3 实验设计创建方案 260
9.4.4 方案列表 262
9.5 方案求解监控 263
9.6 方案优化设计 264
9.6.1 顺序优化 265
9.6.2 响应面优化 265
9.7 优化方案结果处理 266
9.8 Command Center优化实例 267
9.9 小结 272
第10章 BGA封装芯片热仿真实例 273
10.1 BGA封装芯片背景 273
10.2 BGA封装芯片热设计目标 273
10.3 BGA封装芯片散热机理 273
10.4 BGA封装芯片热仿真概述 274
10.4.1 热仿真目标 274
10.4.2 热仿真流程 274
10.4.3 热仿真所需信息 275
10.5 BGA封装芯片热仿真 277
10.5.1 BGA封装芯片建模 277
10.5.2 BGA封装芯片RJA热阻热仿真 289
10.5.3 BGA封装芯片RJB热阻热仿真 295
10.6 小结 302
第11章 户外通信机柜热仿真实例 303
11.1 户外通信机柜热设计背景 303
11.2 户外通信机柜冷却架构 303
11.3 户外通信机柜热设计方法 304
11.4 户外通信机柜热仿真概述 304
11.4.1 热仿真目标 304
11.4.2 热仿真流程 304
11.4.3 热仿真所需信息 305
11.5 户外通信机柜热仿真 305
11.5.1 Shelf模块简化 305
11.5.2 户外通信机柜稳态热仿真分析 325
11.6 小结 344
第12章 数据中心热仿真实例 345
12.1 数据中心热设计背景 345
12.2 数据中心热设计挑战 345
12.3 数据中心热设计目标 346
12.4 数据中心冷却架构 346
12.5 数据中心热仿真概述 348
12.5.1 数据中心介绍 348
12.5.2 热仿真目标 348
12.5.3 热仿真流程 349
12.5.4 热仿真所需信息 349
12.6 数据中心热仿真 349
12.6.1 建立仿真模型 350
12.6.2 网格划分 378
12.6.3 求解计算 382
12.6.4 结果分析 383
12.7 小结 384
参考文献 385