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1、1,Cooler Master,User Guide of Flotherm,2,Flotherm 介紹 1,Flotherm 是一套專門為電子散熱領域所設計的商業CFD軟體. CFD 為 Computational Fluid Dynamics 的縮寫, 意思為 計算流體力學. 所謂 計算 , 是指利用電腦程式來解決的意思.亦有稱為數值方法. 以往在解決散熱問題可以用三種方式: 理論解析: 利用數學方程式解決. 但此種方式, 僅適合非常簡單的問題. 在真實世界幾乎無法用此種方式來解題. 實驗: 直接量測. 此方法為最準確. 但是必須要有實際的產品才可做到. 數值方法: 係利用電腦程式來解決散
2、熱問題. 可以在無實體的情況下, 自由去做模擬.,3,Flotherm 介紹 2,CFD 軟體在計算什麼呢? 所有CFD軟體均是在計算 壓力, 速度, 溫度, 此三個變數. 因為此三個變數是構成流體力學, 熱傳學的基本物理量. 由於速度是向量, 所以在表達速度時, 習慣以X, Y, Z 三個方向的分量來做表示. 亦即 Vx, Vy, Vz. 因此, CFD 軟體在求解 五個變數, P: 壓力 Vx : X 方向的速度. Vy : Y 方向的速度. Vz : Z 方向的速度 T: 溫度.,4,Flotherm 介紹 3,準確度 一直是CFD軟體 最為人挑剔的地方. 有幾項因為影響到CFD 軟體的
3、準確度: 軟體本身的程式: 沒有人會看的到程式, 也不知道程式寫的對不對. 使用者本身的能力: CFD 牽涉到流體力學, 熱傳學, 材料性質等專業知識. 使用者要能具備這些知識, 才能有效運用CFD軟體. 總之, 沒有一套CFD軟體是十全十美的. 就像一部車子, 駕駛人必須要操過它, 才能掌握車子的性能. 同樣, 工程師要靈活運用Flotherm, 也必須要花時間去 操 它, 才能體會 Flotherm 可以為你做什麼.,5,運用Flotherm的幾個原則,要非常熟練 模型 的建立. 把它當作是在畫 Pro/E, AutoCad. 要能合理的簡化模型. 實際的Cooler都還太複雜, 適當的簡
4、化可以增進模擬的效率. 格點越少越好 以簡單而不失真的外型來取代 原始的外型. 每一個模型都要合乎熱傳與流場的觀念: 熱傳: 熱的傳遞路徑與方式 流場: 空氣的流動路徑,6,學習項目,7,學習項目 1,8,熟悉各種工作視窗,9,熟悉各種工作視窗,10,Project Manager,檔案管理,複製, 移動, 陣列,視圖管理,工具選項,單位,轉入, 轉出檔案,細部操作 於上課中詳述,11,Drawing Board,物件分層,12,Drawing Board,翻轉,調整顯示工具,顯示網格的資料,對齊工具,自動對齊工具,視角視窗切換工具,細部操作 於上課中詳述,測量尺寸工具,指標 與 手 切換工具
5、,背景顏色 切換工具,13,Visualization,物件分層,14,Visualization,手: 轉動,移動, 局部放大, 轉動: 滑鼠 左鍵 移動: 滑鼠 中鍵 局部放大: 用滑鼠 右鍵 框選欲放大部位,指標: 選取,15,學習項目 2,16,快速鍵,細部操作 於上課中詳述,17,學習項目 3,18,熟練各種模型的建法,細部操作 於上課中詳述,19,熟練各種模型的建法,細部操作 於上課中詳述,20,繪圖指令列,翻轉,調整顯示工具,顯示, 隱藏 網格,對齊工具,自動對齊工具,視角視窗切換工具,細部操作 於上課中詳述,測量尺寸工具,指標 與 手 切換工具,背景顏色 切換工具,21,一些技
6、巧,22,一些應用觀念,23,物件分層,24,建立一個機殼,細部操作 於上課中詳述,25,建立一個電源供應器 PSU,細部操作 於上課中詳述,26,學習項目 4,首先, 將 Pro/E 的圖轉成 IGS 檔.,27,啟動 FLOMCAD 視窗,28,呼叫 IGES 檔案 1,29,呼叫 IGES 檔案 2,選擇要轉入的 IGS 檔.,30,呼叫 IGES 檔案 3,轉入成功!,31,呼叫 IGES 檔案 4,轉入的圖型,32,呼叫 IGES 檔案 5,開始處理轉入的圖型,33,呼叫 IGES 檔案 6,分解 轉入的圖型,分解成功!,分解後的複雜度,34,呼叫 IGES 檔案 7,分解後的圖型,
7、將FLOMCAD圖型 轉入至Flotherm 內,35,呼叫 IGES 檔案 8,這個畫面是在說: 圖檔已經轉入至Flotherm 內, 並且清除了在 FLOWCAD的圖,36,學習項目 5,1. Library: 資料庫 2. 在Flotherm裡, 可以將常用的 物件 存進 Library. 方便隨時取用. 3. 例如常用的 CPU, Fan, Heatsink 均可以將其存進 Library, 爾後就不需要重新建立. 省時方便.,37,Library 的動作,38,(1)將已建好的物體 存進Library,以 單一 Smart Part 為例,39,(1)將已建好的物體 存進Librar
8、y(續),以 Assembly 為例,40,(2)將Library裡的物體 呼叫進 現在的專案裡,以 單一 Smart Part 為例,41,(2)將Library裡的物體 呼叫進 現在的專案裡(續),以 Assembly 為例,42,(3)將Library裡的物體 傳出去給別人使用,以剛剛建立的 PSU 為例,43,(4)將外部的 檔案, 呼叫進自己的 Library,以剛剛建立的 PSU 為例,44,學習項目 6,45,熟練各種模型的 “性質” 定義,46,“性質” 定義 : Location,取名字,位置座標,尺寸大小,薄面設定,薄面壓縮方向的選擇,47,“性質” 定義 : Materi
9、al,新增一種材料性質,從材料庫裡直接叫出使用,48,Material: 新增一個材料,給予名稱,設定 熱傳導係數的特性,輸入 熱傳導係數,輸入 密度,輸入 比熱,輸入 表面性質及顏色,49,Material: 從材料庫裡找一個材料用,1. 從材料庫中 選擇一個材料. 2. 按下 Load 3. 按下 Dismiss , 離開此視窗,1,2,3,50,Material: 最後確認,1. 選擇你要的材料 2. 按下 Attach 3. 確認在 Currently Attached 欄位裡出現你選擇的材料 4. 按下 Dismiss 離開此視窗,1,2,3,4,51,“性質” 定義 : Surfa
10、ce,新增一種表面性質,從表面庫裡直接叫出使用,52,Surface:新增一個 表面,給予名稱,設定 表面狀況,設定 表面顏色,按下 OK 儲存此表面, 並離開此視窗,53,Surface: 從表面庫裡找一個表面用,1. 從表面庫中 選擇一個表面. 2. 按下 Load 3. 按下 Dismiss , 離開此視窗,1,2,3,54,Surface: 最後確認,1. 選擇你要的表面 2. 按下 Attach 3. 確認在 Attachment 欄位裡出現你選擇的表面 4. 按下 Dismiss 離開此視窗,1,2,3,4,55,“性質” 定義 : Thermal,新增一種 熱傳 性質 (通常只用
11、在需要給予發熱量時, 才會用到),從熱傳庫裡直接叫出使用 (但從來沒用過),56,Thermal:新增一個 熱傳,給予名稱,設定 熱傳 狀況,設定 發熱瓦數,按下 OK 儲存此表面, 並離開此視窗,57,Thermal: 最後確認,1. 選擇你要的 熱傳 2. 按下 Attach 3. 確認在 Currently Attached 欄位裡出現你選擇的熱傳 4. 按下 Dismiss 離開此視窗,1,2,3,4,58,學習項目 7,(1) 網格的功能? (2) 為什麼要調整網格? (3) 網格那些限制?,59,網格的功能,網格, Grid, 就像是磁磚. 一塊一塊的佈滿在整個系統. 格線, Gr
12、id line, 構成網格的每一邊. 格點, Node, 每條格線的交點. 只要定出原點, 則每一格點都有其固定的座標. CFD軟體就是利用這些格點作數值運算, 解出該點上的壓力, 速度和溫度. 每一網格內的區域, 就由組成代表那一區的格點去做迭代, 得出壓力, 速度, 溫度.,60,為什麼要調整網格,網格就像是磁磚. 一塊一塊的佈滿在整個系統. 貼磁磚時, 一定是整整齊齊的貼, 而且均分佈. 這樣才會好看. 同樣的, 在CFD軟體裡面, 網格要儘量一致, 計算起來才會快速且準確. 若是網格的形狀太奇怪, 則很容易造成計算上的錯誤, 甚至無法計算.,61,相關視窗1: Grid Summary
13、,總網格數目, 儘量少於1百萬,所有的Aspect Rations 儘量小於 100,Smallest Grid Cell 的 Size 儘量大於 0.1 mm,功能: 顯示目前網格的狀況. 網格有任何變動, 均會顯示在此視窗.,62,相關視窗2: Grid,欲增加網格的方向,修改工具列,功能: 提供 自行增加網格的功能,增加網格的方式,63,相關視窗3: Table/Grid,功能: 顯示 每一條格線的位置, 及所屬的物體,Active: 有效 De-Active: 無效,64,操作示範 1: 新增網格,細部操作 於上課中詳述,65,Active: 有效 De-Active: 無效,操作示範 2: 使網格線失效,細部操作 於上課中詳述,66,練習一: 建立散熱器分析模型,細部操作 於上課中詳述,67,學習項目 8,68,執行前先作檢查,作檢查,刪除之前所計算過的料, 亦即 歸零,69,執行前先作檢查,檢查後, 確認無任何錯誤訊息後, 再執行計算.,70,按下 GO, 就可計算,71,計算時, 會出現 Profile 視窗,左邊視窗: 表示收斂曲線. 當 5 個變數的收斂曲線均降至 10 以下時, 即可視為收斂.右邊視窗:表示 偵測點的 溫度值. 當溫度值已保持一段直線時, 亦可視為收斂.,72,歸零: Re-initialize,刪除之前所計算過的料, 亦即 歸零,
