Flotherm
FloTHERM 高效网格划分策略
网格划分是FloTHERM模拟中的关键步骤，直接影响结果的准确性和计算效率。本文将详细介绍FloTHERM的网格划分工具、约束和最佳实践。
- 关键点网格线 (Keypoint Gridlines)
- 网格线会自动出现在所有对象的边缘上。
- 它们与对象关联，当对象移动或调整大小时，关键点也会随之改变。
- 系统网格工具 (System Grid Tool)
- 最大尺寸 (Maximum Size)：设置网格单元的最大尺寸。
- 最小尺寸 (Minimum Size)：设置网格单元的最小尺寸。
- 平滑 (Smoothing)：激活平滑功能可以避免网格单元的突变过渡和大的长宽比 (Aspect Ratio)。
- 网格划分建议 (Gridding Advice)：
- 简单模型（少量对象且尺寸相近）：使用“粗糙 (Coarse), 中等 (Med.), 精细 (Fine)”设置。
- 复杂模型（许多大小差异大的部件）：不建议使用自动设置，应使用手动设置（最大和最小单元尺寸）。
- 网格约束 (Grid Constraints)
- 用途：用于在几何体上定义网格。
- 设置：可以设置对象的最小单元数量 (Minimum Number of Cells) 或最大单元尺寸 (Maximum Cell Size)。
- 优先级：最小尺寸约束会覆盖系统网格设置。
- 对象关联：网格约束与对象关联，调整大小、复制或从库中保存/检索时会保留设置。
- 网格约束 - 膨胀 (Inflation)
- 作用：控制对象周围的网格。
- 关键输入：膨胀距离 (Inflation Distance) 和 膨胀距离内的网格单元数量 (Grid cells in inflation distance)。
- 独立性：高侧和低侧可以独立设置。
- 关联性：膨胀网格约束也与对象关联，在重新定位、调整大小、复制和保存/检索时会保留设置。
- 使用区域定义网格 (Using Regions to Define Grid)
- 网格约束可以应用于区域 (regions)。
- 这允许在没有对象的区域放置网格。
- 局部化网格 (Localized Grid)
- 好处：
- 减少总单元数量。
- 降低最大长宽比（更好的网格质量）。
- 在重要区域周围允许更多网格单元。
- 防止非常小和精细的单元“渗透”到模型的其余部分。
- 减少求解时间。
- 如何局部化网格：
- 选择对象、装配体或区域。
- 在项目管理器 (PM) 或绘图板 (DB) 中使用快捷方式，或在“位置 (Location)”对话框中勾选“局部化 (Localize)”选项。
- 局部化网格的步骤：
- 选择对象、装配体或区域。
- 附加网格约束。
- 膨胀网格约束。
- 局部化网格。
- 区域作为虚拟网格对象：可以使用区域作为虚拟网格对象，将局部化边界精确放置在需要的位置，这对于需要局部化的杂乱几何体非常方便。
- 局部化网格空间：可以根据需要嵌套，可以外部或内部与另一个局部化空间毗邻。
- 网格单元长宽比建议 (Cell Aspect Ratios advice)
- 规则：网格单元的长宽比 (Aspect Ratio) 应尽可能接近1。
- 1是理想值。
- < 20是良好。
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200很可能导致收敛问题。
- 避免：应避免从大单元到小单元的突变过渡。
- 避免创建大长宽比和小单元：使用合理的公差构建模型，避免一开始就创建小网格单元。
- 良好网格划分建议
- 在通道中：至少3个单元格用于准确预测传热，至少5个单元格用于准确预测压降。
- 在翅片中：固体中至少2个单元格。
- 在能够预测结温和壳温的元件周围 (2R, Delphi, 或Detailed)：元件上方第1毫米内有6个单元格。
- 在印刷电路板 (PCBs) 周围：板上方第1毫米内有3个单元格，板下方第1毫米内有3个单元格。这通常适用于任何具有显著对流散热的表面。
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获得良好网格的步骤总结
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设置系统网格：最大尺寸为总域尺寸的10%，最小单元尺寸小于或等于模型中最小对象，并进行平滑处理。
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在重要对象周围或产生大量单元格的对象周围使用局部化和膨胀网格。
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保持单元格长宽比小于200。
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网格独立性 (Grid Independence)
- 传统定义：网格单元数量翻倍时，解不再发生变化的点。
- 工程定义：添加大量网格单元后，解不再显著受到影响的点。显著性通常指变化小于5%或3%。
- 案例：教程 1-2 系统网格工具、主板和CPU的网格约束，以及用于局部化网格的区域。