Flotherm
FloTHERM 软件概述与基础
本文将对FloTHERM软件进行全面介绍，涵盖其基本概念、功能、工作原理、模型类型、建模流程以及软件界面初探。
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什么是计算流体动力学 (CFD)？ CFD是指通过计算机模拟分析涉及流体流动、传热及相关现象（如化学反应）的系统。
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FloTHERM 的主要功能是什么？ FloTHERM主要用于解决电子设备中的气流和传热问题。
- 气流是由于自然（浮力）或机械（风扇）力引起空气运动。
- 热传递是由于温差引起的能量转移。它有三种主要模式：
- 传导 (Conduction)：热量通过固体或静止流体传递。公式为 Q = kA(ΔT/Δx)，其中 Q 是热流，k 是导热系数，A 是面积，ΔT 是温差，Δx 是厚度。
- 对流 (Convection)：热量从表面传递到运动流体。公式为 Q = hAΔT，其中 h 是对流换热系数。
- 辐射 (Radiation)：热量在两个或多个表面之间传递。公式为 Q = εσA(Thot⁴ - Tcold⁴)，其中 ε 是发射率，σ 是斯蒂芬-玻尔兹曼常数。
- FloTHERM 如何工作？ FloTHERM通过将固体和流体空间划分为许多小的网格单元，并在每个单元内求解守恒方程来工作。
- 气流和热传递受质量守恒（连续性）、动量守恒和能量守恒方程控制。这些方程统称为Navier-Stokes 方程。
- 由于Navier-Stokes方程是偏微分方程，无法直接求解，因此FloTHERM采用有限体积法 (Finite Volume Approach)。
- 这些方程是非线性和耦合的，所以通过迭代获得解决方案。
- FloTHERM 的模型类型 FloTHERM支持多种层级的建模，包括：
- 封装级 (Package Level)
- 板级 (Board Level)
- 机架级 (Rack Level)
- 环境级 (Environment Level)
- FloTHERM 的建模流程 FloTHERM的建模过程分为四个主要阶段：
- 预处理 (Pre-Process)：包括项目管理器 (Project Manager)、库 (Library)、FloMCAD.Bridge、绘图板 (Drawing Board) 和 FloEDA.Bridge。
- CFD 求解器 (CFD Solver)：执行计算流体动力学模拟。
- 后处理 (Post-Process)：通过 FloVIZ 进行结果可视化和分析。
- 优化 (Optimization)：通过命令中心 (Command Center) 进行设计优化。
- 启动 FloTHERM 及应用窗口
- 启动方式：通常通过“开始/程序/MentorMA/FloTHERM 11.3/FloTHERM 11.3”或点击图标启动。
- 项目管理器 (Project Manager)：FloTHERM启动时首先显示的窗口。在这里可以访问模型的所有设置，包括几何体、材料和热属性、求解器和建模设置以及用户偏好。
- 绘图板 (Drawing Board)：允许用户查看和操作几何体，并通过几何调色板添加新几何体。
- 可视化编辑器/表格窗口 (Visual Editor/Tables Window)。
- 配置文件窗口 (Profiles Window)。
- FloMCADBridge 窗口。
- FloEDABridge 窗口。
- FloTHERM 中的基本定义
- 基本几何体 (Primitive)：FloTHERM中的基本几何实体。
- 智能部件 (SmartPart)：由基本几何体参数化创建的对象。
- 装配体 (Assembly)：基本几何体、智能部件和子装配体的集合。
- 属性 (Attribute)：可以附加到基本几何体和智能部件上的属性（如材料）。