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史上最全的Flotherm软件与Icepak软件比较_网格_模子

南宫静远 2025-01-08 18:33:13 0

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在电子散热领域,Flotherm和Icepak是当今最盛行的两个仿真软件,各有特点,下面我们就从市场份额、易用性、模型库等方面比较一下这两个软件。

市场份额

史上最全的Flotherm软件与Icepak软件比较_网格_模子 互联网

1988年,Flomerics公司推出Flotherm软件,从此,Flotherm开始了风起云涌征服环球电子散热市场的征程。
2008年Mentor公司并购Flomerics Group PLC之后,整合之前Flomerics公司与Mentor公司资源,成立了一个全新的部门——Mechanical Analysis Division(MAD),延续并强化FloTHERM软件产品的研发、市场营销、发卖、技能支持以及在环球范围内供应咨询做事,并成为电子设备散热剖析领域的领跑者,其市场霸占率一贯排名环球第一,霸占率高达80%。

Icepak软件由Fluent公司专门为电子产品工程师定制开拓的专业的电子热剖析软件,但Icepak产品并非该公司主打产品,研发团队规模较小,发展至今市场份额远低于Flotherm。

易用性

Flotherm软件环球用户市场调查96%乐意推举此仿真工具运用在电子电力领域研发中。
软件设计符合框架大略,经由厂家短期培训便可动手进行电子电力等方面的热设计及剖析。

A) Flotherm软件的建模以Smartpart为主,其模块化的建模思路,可以利用户在利用过程中完备如搭建积木的办法完成主体建模过程,进而使建模效率大大提高,用户建模操作方便高效;

B) Flotherm的网格划分因此自动化为主,局部加密为辅,几分钟就可以完成。
网格质量鲁棒性很好,仿真结果与网格干系性很小,纵然刚开始入手的热剖析工程师也可以得到很精准的仿真结果。

C)能对输入的几何体局部或全局进行热阻网络模型构建,省去详细模型构建,此方法可以大大节省建模和仿真周期。

Icepak软件紧张依托于其公司通用CFD的Fluent求解器及IcemCFD通用网格划分模块。
利用者最好是要有打算流体剖析背景才能很好的节制利用。

A) ICEM网格划分模块软件,并非专为电子散热行业开拓,其紧张用于通用CFD运用中,工程师需花费较大精力去学习如何构建网格和供应网格质量,网格鲁棒性不是很好,不同的网格划分常常会产生差异较大的结果,要得到一个较好质量网格须要较永劫光的履历积累。

B)其求解器也是基于通用CFD运用的根本上,用户特殊是电子机器工程师方面的用户在面临求解器模型选择问题上会有很大出入,须要很强的流体力学背景才能选择出较好的打算模型去仿真剖析,否则打算结果会不收敛。

模型库

基于互联网的IC封装在线热剖析模型库【www.flopack.com 】是Mentor公司联合Philips公司、ST微电子、Infineon英飞凌、Nokia诺基亚公司及布达佩斯大学、TIMA、MICReD等研究机构共同承担的PROFIT项目成果,工程师仅须要输入芯片封装的外不雅观参数就可以自动得到IC内部详细热构造的FLOTHERM精确模型和与环境无关的DELPHI简化模型;FLOPACK网站支持环球所有主流厂家的关键IC器件封装类型并在互联网上实时升级更新。
目前FLOPACK模型已被JEDEC组织定为环球IC热剖析标准模型,也是业内最威信最丰富的电子封装模型数据库。

虽说Icepak软件目前也有类似的库,但从模型库的丰富程度及准确程度来说,还是不敷以与Flotherm相提并论。

与仿真软件接口

1) Flotherm 从属于Mentor公司,Mentor公司是环球三大EDA行业的领跑者,故热剖析软件和EDA接口之间建立了更好的沟通接口。
Flotherm可以直接读取Allegro, Mentor, Zuken等主流EDA公司的PCB板及其器件的几何信息和每层铜线分布,担保了热仿真的准确性。
并且目前Flotherm版本可以考虑PCB板内铜线产生的DC产生的焦耳热,对付大功率板子在热剖析方面是非常有必要考虑的。
其它同类软件是无法做到这一点的。

2) 在CAD接口方面,不但完备支持通用的CAD格式如IGES、SAT、STEP、STL,DXF等格式,而且也可以直接读入如Solidawork, ProE,Catia等主流三维实体模型。
再结合其自身的Smartpart架构和Flopack网上在线数据库使得FLotherm在模型构建方面效率大大提高。

3) 目前版本的Flotherm可以直接读取硬件测试工具如T3Ster测试的器件从构造到环境的热阻分布数据,这一特点可以规避在仿真软件中各种物质导热系数参数的不愿定性,直接从硬件测试的数据中在Flotherm中建立起热阻网络模型,进行快速剖析。

Icepak由于是从属于Ansys公司,其背景是机器强度领域方面,且其主流的流体软件是Fluent,以是在EDA接口方面无论从开拓力度和衔接链条方面都是距flotherm有很大差距的。
CAD接口方面,目前版本还是可以的。
ICEPAK在和电子器件热特性测试方面的衔接很匮乏,由于其公司的主攻方向不在这里。

优化设计

Command Center:简称CC模块,是Flotherm软件独占的优化设计模块,集成在Flotherm的软件框架内,用户可以对险些任何设计变量如风扇与透风孔、散热片等的位置、尺寸、形状、材料,网格等进行全方位的优化,还会自动将各种设计组合在仿真结束后天生剖析结果图表报告并提示选择最优设计方案。
CC模块中拥有前辈的DOE(Design of Experiment)和RSO相应面模型,可以辅导客户快速的比较设计方案,选出最优方案,其余其另一强大的SO(Sequential Optimization)优化模型可以进行全局及多目标优化。

由于Icepak软件由于其网格是依托于通用CFD思路构建的,在优化过程中网格质量调度需人为参与太多,而软件要进行构造优化时,网格密度势必变革,故很难担保优化质量。

辐射打算

Flotherm利用Monte-Carlo法结合射线追踪法,具有同Sinda等专用软件类似的辐射打算精度。
不但全面打算物体间的灰体辐射,还可以打算太阳辐射对设备的影响。
独占高精度辐射打算模式,非常适宜密封构造电子机箱的热剖析。

对付太阳辐射,软件充分考虑了太阳辐射与普通红外辐射的波段不同(太阳辐射紧张集中在紫外段和可见光段,其表面接管率和红外辐射是不一样的),同时可以考虑半透明物质的对太阳辐射的接管和反射和透射,以及折射效果。

同时Flotherm可以考虑环境的瞬态仿照,可以对户外设备处于变革环境下的瞬态模型。

Icepak太阳辐射采取类似灯泡照射的方法来处理,本身就无法仿照真实的太阳照射,不但要工程师自己确定照射角,而且辐射能分布也不是平行光束,其打算结果有明显偏差。

网格划分

Flotherm针对电子散热领域,采取当前最前辈的多层非连续(嵌入式网格,且嵌入网格的利用险些没有限定)网格技能,不但网格天生随意马虎,而且打算快速快速稳定,并且其零部件的网格可以打包成单元,在系统级模型中直接调入即可完成,既担保了剖析精度又节省了打算韶光。
经由20多年的实践考验,此类网格设计从打算精度和速率上,非常适宜电子散热行业领域。

Icepak网格划分依托于ICEM网格天生器,并非专为电子散热行业开拓,其紧张用于通用CFD中。
网格构建过程对付非打算流体专业背景的工程师难度是较大的,学习周期较长,网格的鲁棒性较弱,不同的网格划分每每会导致打算结果差别较大,乃至打算不收敛。

Icepak支持非构造的网格,但打算速率慢、内存占用较大,最大支持的网格数在100万旁边。

打算速率

Flotherm软件的打算速率是目前同类软件中占用硬件资源最少,速率最快的求解器。
单机32位操作系统2G内存,可以求解300-400万网格的大模型。
如果是64位操作系统1000万网格的案例也是没问题的,一样平常的中等的模型只需几十分钟打算即可完成。

l Icepak软件要在普通32位台式电脑上运算200万网格的模型就已经很苦难了,一百万网格以内有时也会常常打算中断,对付目前的电子设备高密度的趋势,达到一百万网格乃至几百万网格也是很正常的,故在打算规模及速率上较Flotherm差距较大。

在打算时,Icepak软件在Fluent求解器和ICEMCFD网格打算时必须对网格进行投影打算,打算韶光很慢。

后处理

Flotherm的后处理功能在目前同类电子散热剖析软件里在辅导设计和剖析方面是最针对性的。
其后处理结果可以帮助工程师直不雅观地,有针对应的对其产品热性能进行全面评估,详细特点如下:

A) 独创的热瓶颈(Bn),热捷径(Sc) 参数不仅是用户能够定量定性的剖析当前设计方案下的热性能情形,而且更有针对性的辅导用户去改进不合理的热构造。
此类参数是电子热剖析领域的一次小小飞跃。

B) 动态的示踪粒子轨迹动画显示,不但可以在三维空间不雅观察流体的运动状态,还可以不雅观察到真实的热流状态;同时可用颜色表示温度、速率、压力等在不同空间位置的变革,可以利用户更加清楚目前流场的温度,速率,压力等参数的变革;

C) 瞬态剖析中任何求解量随韶光变革的图形和曲线都可以任意的显示出来;

D) 定量的数据可以通过excel表直接输出,方便进行数据处理。

ICEPAK因其依托于通用CFD运用领域,在电子散热领域方面其数据的丰富性及其对电子设计方面针对性辅导性较Flotherm要弱一些。

热设计链的完全性

Flotherm软件供应了完全的电子电力散热集成剖析工具平台,包括:

a) IC热封装模型库FLOPACK;

b) 板级热设计软件FLO/PCB;

c) 热设计软件FLOTHERM;

以上三款产品相互之间均可进行无缝的联接,进行协同设计,可以供应从芯片到整机,从电路工程师到构造工程师再到热设计工程师完全的设计协同。

Mentor公司供应的热集成剖析环境特点有:

1)FLOPACK为目前唯一为JEDEC组织认证的热封装模型库,也是唯一达到商业化的IC热封装数据库,在供应芯片详细模型的同时,还可以供应热阻网络DELPHI模型和双热阻模型;

2) Flotherm,FloPCB都可以直接读取主流EDA所构建的板子和器件,铜线分布,过孔等信息,缩短了仿真周期,提高了仿真精度;

3) FLOPCB软件和FLOTHERM软件都可以导入FLOPACK中的芯片模型进行热剖析,同时FLOPACK还可以针对在FLOTHERM软件中修正过后的芯片模型天生热阻网络DELPHI模型;

4)FLOPCB软件可以导入FLOTHERM软件整机模型的局部环境作为边界条件进行板级剖析,同时FLOTHERM也可以导入FLOPCB中的单板模型组合进行系统级的完全剖析。

Icepak软件开拓及影响实力有限,市场霸占率较低,热设计链条较薄弱。

家当链完全性

Flotherm软件由于霸占市场上的绝对份额,故在电子工业的高下游形成了相称完全的家当链:

1) 各大芯片厂商(Intel、AMD、Philips、ST、Nokia、Samsumg、Fujitsu、Toshiba、Infineon等)向下贱客户供应了干系芯片的Flotherm热模型。

2) 电源厂商(Delta、EMERSON、ASTEC、Delco)利用Flotherm软件剖析其电源产品的热设计。

3) 通讯厂商(Bell、Lucent、Alcatel、3Com、Cisco、Siemens、Nokia、Nortel等)利用Flotherm软件进行通讯设备的热剖析。

4) 打算机行业(Dell、Lenovo、Asustek、Compal、Inventec、Quanta、Acer、NEC、Sony)利用Flotherm剖析软件。

5) 电子代工业巨子(Celestic、Solectron、Foxconn)利用Flotherm软件。

由于Flotherm运用面广,高下游供需双方都广泛利用Flotherm软件,故可以采取Flotherm软件方便地进行数据和模型交互。

而Icepak由于市场霸占率低,家当链方面无法与Flotherm相提并论。

就一样平常的运用来讲,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,相对随意马虎上手。
为了提高建模和打算效率,Flotherm供应了大量的smartpart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。
而且通过适当的掌握,如果模型设置合理,打算精度可以知足常规电子散热设计的哀求。

相对付Flotherm,对付常规的电子产品散热设计来讲,Icepak的核心上风是支持非构造化网格,从而可以更加便捷、更高精度地支持曲面构造。
Icepak可以直接对导入的CAD模型进行网格离散化这一点每每被误认为Icepak更大略,实际上并非如此。
由于支持非构造化网格和接管不加润色的原生CAD工具,Icepak的前处理,尤其是网格划分部分,远远比Flotherm繁芜。
当模型中导入了CAD构造后,不得当的设置常常导致各种各样的缺点。
很多情形下,如果异形体的网格质量没有得到合理掌握,其打算精度乃至不如将各曲面简化为直方直棱的、利用构造化网格就可完美描述的工具进行仿真。
而如果简化为这样的工具的话,Flotherm也可处理。
同为处理构造化工具时,Flotherm的建模效率则会明显胜出。

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