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Simcenter FLOEFD

偕同式熱流模擬解決方案

FLOEFD為Siemens的高度工程化泛用型計算流體力學(CFD)軟體,高度工程化的用意在於搭配電腦輔助繪圖(CAD)軟體進行熱流模擬分析,省去軟體溝通上的所花費的時間與困難,完全為與CAD無縫接合的CFD軟體(Concurrent CFD)。支援輸入Creo (Pro/ENGINEER)、SolidWorks、CATIA V5、Siemens NX、Solid Edge檔案與CAD中繼檔,如Parasolid, IGES, STEP, ASIC, VDAFS, WRML, STL, IDF, DXF, DWG等格式的模型文件。FLOEFD分析步驟流程為軟體建立分析模型、自動切割網格、定義邊界條件、求解與結果後處理,所有分析步驟皆於CAD軟體中進行,降低軟體與檔案交換的工作時程。搭配參數化分析介面,找尋設計方案,提升產品質量、降低開發時所耗費的時間與成本。

 

目錄:
應用領域
七大關鍵優勢
FLOEFD與CAD結合的獨特優勢
FLOEFD豐富的物理分析模組
FLOEFD強化應用領域的附加模組
 
應用領域
 
  • 車輛與車用零件
  • 航空太空科技
  • 電子產業
  • 機械業(如泵、風扇、壓縮機、家電)
  • 閥件設計
  • 能源、化工產業
  • 生醫器材
  • 暖通空調產業
  • 建築業
  • 綠能科技
 
七大關鍵優勢
 
關鍵優勢一:DC3 - Direct CAD to CFD Foundation(直接將CAD的模型導入CFD的概念)
 
傳統CFD分析方式是先透過轉換的方式輸入進前處理系統,經由使用者判斷固體與流體區域,並進行計算上所需要的所有設定,包含材料、邊界條件、切割網格、求解與後處理等。由於機構工程師與熱流工程師在進行分析時所關注的重點不同,由CAD進行編修轉換成CFD模型是分析上必要的過程,分析的模型越趨複雜,在前期的準備工作就將耗費許多時間。因此FLOEFD是唯一100%直接崁入Solidworks \ Creo & Pro/E \ CATIA V5 \ NXCAD \ Solid Edge環境的熱流分析軟體,提供研發工程師的熱流分析軟體。
 
FLOEFD導入強大的設計引導方式,使工程師在設計初期藉由導入計算流體力學的觀念,減少設計階段的錯誤,直接進行產品的最佳化設計。關鍵重點:
  • 直接使用CAD建立模型
  • 自動區分固體與流體空間
  • 自動檢查內流場與外流場區域,無須在CAD中建立流場區域
 
關鍵優勢二:RAM - Rectangular Adaptive Meshing(矩形網格自動生成)
  • 自動對流體與固體區域劃分網格
  • 依物理特性與外型特徵進行網格加密
  • 使用者亦可利用參數控制網格的生成
 
 

 
關鍵優勢三:MWF - Modified Wall Function(改良邊界層的計算函數)
  • 接近邊界層的網格採用partial cells技術定義
  • 物理修正流動與熱傳現象的邊界層效應的模擬
 
 

 

 

 

 
關鍵優勢四:LTTM - Laminar–Transitional–Turbulent Modelling(層流漸變到紊流的精確計算模式)
  • 採用改良計算邊界層的函數,直接模擬層流與紊流的現象
  • 不需指定流體的特徵,即可在同一模型模擬出由層流->漸變流->紊流的現象
 
 
Ref: Driver, D.M. and Seegmiller, H.L. (1985), "Features of a Reattaching Turbulent Shear Layer in Divergent Channel Flow." AIAA Journal, Vol. 23, p. 163.
 
關鍵優勢五:ACC - Automatic Convergence Control(自動收斂控制)
  • 可針對模型選擇某面、某物件、計算域的任何變數做收斂控制
  • 使用者可定義代表性的方程式做收斂控制
  • 不需做任何數值方法的控制即可完成收斂
 
關鍵優勢六:DVA - Design Variant Analysis(參數化設計分析)
  • 採用『what-if』的設計概念,直接利用參數對模型進行優化設計
  • 優化模型可以直接被CAD採用
  • 使用批次求解,大幅減低分析時程
  • 透過參數化分析介面變更參數,比較結果
 
關鍵優勢七:EUI - Engineering User Interface(工程師使用平台)
  • Easy-to-use:採用CAD平台直接進行CAE模擬
  • Easy-to-learn:以工程師角度設計,使用工程師語言,讓工程師容易學習
  • 深入的結果解析與圖形顯示功能
  • 直接產生MS-Office格式的報告
  • 可輸出Excel數據與圖表
  • 基於CAD建構的元素 - "特徵、面、體"來定義分析所需要的設定,對於工程師是最容易了解的操作方式
 
FLOEFD與CAD結合的獨特優勢
  • 對於熟悉CAD的工程師,初期僅需要流體力學與熱傳遞學的基本理論就可快速於所熟悉的CAD介面下完成熱流模擬分析。
  • 所有熱流分析集中於CAD介面,操作簡單易懂。使用者從生手培訓至熟練使用一般只需要一至兩天即可。
  • 使用CAD檔案直接進行熱流分析,無需進行轉換或者轉檔的動作,省去不同軟體(CAD與CFD)間溝通所耗費的時間,提升產品開發週期的效能。
 
FLOEFD豐富的物理分析模組
  • 內部流與外部流
  • 穩態分析與暫態分析
  • 可壓縮流與不可壓縮流
  • 自然對流、強制對流與混合對流環境
  • 熱輻射分析與太陽輻射
  • 邊界層效應考量表面粗糙度
  • 層流與紊流包含過渡區
  • 多相流分析(不考慮表面接觸效應)
  • 流體、固體與多孔材料熱傳現象
  • 非等向性熱傳材料分析
  • 非牛頓流體
  • 理想氣體
  • 粒子流模擬
  • 相對溼度
  • 旋轉機械
 
FLOEFD強化應用領域的附加模組
 
電子散熱模組(Electronic Cooling):
  • 熱管等效模型
  • 雙向熱阻元件
  • 電路板等效模型
  • 焦耳熱計算
  • 風扇
 
暖通空調模組(HVAC):
  • DO輻射模型分析
  • 熱舒適度指標分析(Predicted Mean Vote, PMV)
  • 預測不滿意百分比指數(Predicted of Percentage Dissatisfied, PPD)
  • 汙染物濃度分析
 
進階應用模組(Advanced CFD):
  • 超音速流
  • 預混與非預混燃燒反應
  • 化學反應與質傳分析
  • 液膜與吸水材料分析
  • 天體軌道輻射分析
  • 蒸發與凝結分析
 
發光二極體熱分析模組(LED):
  • DO與Monte Carlo輻射模型分析
  • 霧氣、液膜與吸水材料分析
  • 匯入T3STER與TeraLED測試數據
 
ECAD導入模組(EDA Bridge):
  • 匯入電路Layout檔案(ODB++、tgz…etc)
  • 熱組網絡(Network Assembly)
  • PCB細部模擬
  • 匯入PDML檔
 
BCI-ROM與封裝模型模組(BCI-ROM & Package Creator):
  • BCI-ROM降階模型建立
  • 使用Package Creator建立封裝模型
 
電池模組(Power Electrification):
  • 焦耳熱計算
  • 等效電路模型(ECM)與電化學-熱耦合模型(ECT)建立電池模擬
 
自動校正模組(T3STER AutoCalibration):
  • 獲得T3STER量測暫態熱響應
  • 自動校正封裝模型屬性
 
優化模組(Embedded HEEDS):
  • 使用HEEDS的SHERPA演算法進行優化設計
 
結構模組(Structural):
  • 線性靜態應力分析
  • 熱膨脹
  • 強制變形
 
電磁模組(Electromagnetics/EMAG):
  • 交流電(AC)與電磁(EM)(低頻)效應
  • 時間正交求解器
  • 表面阻抗、永磁體、鐵損、退磁
  • 縣性與非線性電磁材料特性
 
軟體衍伸應用:
  • 耦合MSC Nastran
  • 耦合Pro/MECHANICA
  • 耦合SIMULIA Abaqus
  • 輸入T3STER TeraLED量測結果,輸出LED模型提供模擬分析
  • 輸出CGNS檔案
  • 耦合一維系統熱流分析軟體Flowmaster
 
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