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第1章 FloTHERM概述1

1.1 FloTHERM软件介绍1

1.2 FloTHERM软件背景原理1

1.3 FloTHERM功能特点2

1.4 FloTHERM工程应用背景3

1.5 FloTHERM软件模块4

1.6 FloTHERM软件安装7

1.6.1 FloTHERM软件Windows版本安装7

1.6.2 许可证安装11

1.6.3 浮动版软件客户端许可证设置14

1.7 FloTHERM软件主界面14

1.8 FloTHERM简单实例分析15

第2章 FloTHERM中传热学与流体力学基础22

2.1 热传导22

2.1.1 热传导微分方程式22

2.1.2 傅里叶定律22

2.1.3 热导率23

2.1.4 热阻25

2.1.5 二维矩形区域稳态热传导问题数值求解26

2.1.6 小结28

2.2 对流换热28

2.2.1 对流换热的起因与状态28

2.2.2 牛顿冷却定律29

2.2.3 对流换热无量纲准则数29

2.2.4 外掠平板强迫对流换热实例30

2.2.5 小结32

2.3 热辐射32

2.3.1 热辐射的相关概念32

2.3.2 热辐射基本定律33

2.3.3 红外辐射换热计算35

2.3.4 太阳辐射36

2.3.5 FloTHERM中的红外辐射计算37

2.3.6 FloTHERM中的太阳辐射计算41

2.3.7 红外辐射计算实例43

2.3.8 太阳辐射计算实例44

2.3.9 小结46

2.4 流体流态47

2.4.1 湍流问题数值模拟求解47

2.4.2 FloTHERM中的层流流动48

2.4.3 FloTHERM中的湍流模型49

2.4.4 小结51

2.5 瞬态分析51

2.5.1 背景51

2.5.2 FloTHERM瞬态仿真分析介绍53

2.5.3 FloTHERM瞬态仿真分析实例56

2.5.4 小结68

2.6 重力68

2.6.1 FloTHERM中的重力加速度设置68

2.6.2 FloTHERM中的浮升力计算69

2.6.3 小结70

2.7 流体70

2.7.1 空气物性参数70

2.7.2 水物性参数71

2.7.3 FloTHERM中的流体特性72

2.7.4 Fluid特性应用72

2.7.5 小结73

2.8 边界条件73

2.8.1 温度对电子设备散热的影响73

2.8.2 压力74

2.8.3 Boundaries Face75

2.8.4 System的Ambient特性76

2.8.5 Model Setup中的Pressure和Temperature77

2.8.6 Ambient Temperature和Default Ambient Temperature设置78

2.8.7 小结80

2.9 求解域80

2.9.1 环境对系统设备的影响80

2.9.2 系统外部物体的影响81

2.9.3 系统外无重要影响因素81

2.9.4 Cutout83

2.9.5 小结83

第3章 软件常用命令84

3.1 Projeet菜单84

3.2 Edit菜单87

3.3 View菜单89

3.4 Geometry菜单89

3.5 Model Setup菜单94

3.6 Grid菜单94

3.7 Solve菜单95

3.8 Window菜单95

3.9 Viewer菜单96

3.10 Help菜单98

第4章 智能元件99

4.1 封装元件99

4.1.1 背景99

4.1.2 封装元件在FloTHERM中的建模99

4.1.3 封装元件建模实例103

4.1.4 小结105

4.2 PCB105

4.2.1 背景105

4.2.2 PCB智能元件105

4.2.3 过孔简化108

4.2.4 PCB在FloEDA中的处理108

4.2.5 PCB通过FloEDA模块建模应用实例111

4.2.6 小结114

4.3 散热器115

4.3.1 背景115

4.3.2 散热器智能元件118

4.3.3 散热器智能元件应用实例125

4.3.4 小结126

4.4 导热界面材料126

4.4.1 背景126

4.4.2 导热界面材料在FloTHERM中的建模方法129

4.4.3 导热界面材料应用实例130

4.4.4 小结132

4.5 热电制冷器133

4.5.1 背景133

4.5.2 FloTHERM中的热电制冷器建模135

4.5.3 热电制冷器特性参数138

4.5.4 FloTHERM中热电制冷器应用实例138

4.5.5 小结140

4.6 热管141

4.6.1 背景141

4.6.2 热管智能元件142

4.6.3 热管智能元件应用实例143

4.6.4 小结144

4.7 风扇144

4.7.1 背景144

4.7.2 轴流风扇智能元件148

4.7.3 前向叶片离心风扇模型153

4.7.4 后向叶片离心风扇模型154

4.7.5 轴流风扇建模实例154

4.7.6 前向叶片离心风扇建模实例155

4.7.7 后向叶片离心风扇建模实例158

4.7.8 其他159

4.7.9 小结161

4.8 流动阻尼元件161

4.8.1 背景161

4.8.2 流动阻尼智能元件162

4.8.3 流动阻尼在FloTHERM中的应用实例166

4.8.4 小结173

4.9 电子设备外壳174

4.9.1 背景174

4.9.2 外壳智能元件174

4.9.3 外壳智能元件应用实例175

4.9.4 小结178

4.10 热交换器179

4.10.1 背景179

4.10.2 热交换器智能元件179

4.10.3 热交换器应用实例182

4.10.4 小结185

4.11 机柜185

4.11.1 背景185

4.11.2 机柜智能元件186

4.11.3 机柜应用实例187

4.11.4 小结188

4.12 机房空调188

4.12.1 背景188

4.12.2 空调智能元件188

4.12.3 机房空调应用实例190

4.12.4 小结191

4.13 Region191

4.13.1 背景191

4.13.2 Volume Region192

4.13.3 Collapsed Volume Region194

4.13.4 Collapsed Volume Region仿真数据获取实例194

4.13.5 小结195

第5章 特性196

5.1 Ambient特性196

5.2 Fluid特性197

5.3 Grid Constraint特性198

5.4 Material特性199

5.5 Radiation特性201

5.6 Resistance特性201

5.7 Source特性202

5.8 Surface特性204

5.9 Surface Exchange特性205

5.10 Thermal特性206

5.11 Transient特性207

第6章 网格划分209

6.1 网格划分步骤209

6.2 几何模型处理209

6.3 系统网格设置210

6.4 网格约束与局域化212

6.5 重要区域网格划分经验214

6.5.1 轴流风扇214

6.5.2 散热器215

6.5.3 PCB215

6.6 网格质量调整215

6.7 网格独立性217

6.8 网格划分实例218

6.9 小结222

第7章 求解计算223

7.1 Profiles窗口介绍223

7.1.1 Profiles窗口作用223

7.1.2 Profiles窗口界面223

7.2 求解收敛判断标准224

7.3 求解计算参数残差值225

7.4 参数终止计算残差值226

7.4.1 压力终止计算残差值226

7.4.2 速度终止计算残差值227

7.4.3 温度终止计算残差值227

7.5 参数残差曲线的形式227

7.6 出现收敛问题的原因228

7.6.1 与参数终止计算残差值相关228

7.6.2 仿真模型创建错误229

7.6.3 网格质量和数量229

7.7 求解选项设置230

7.8 参数残差曲线收敛改善方法232

7.8.1 仿真模型检查232

7.8.2 确定引起收敛问题的原因233

7.8.3 求解选项调整233

7.8.4 采用Monitor Point Convergence For Temperature功能233

7.8.5 残差曲线收敛改善实例233

7.9 小结236

第8章 Visual Editor后处理模块237

8.1 Visual Editor介绍237

8.1.1 Visual Editor作用237

8.1.2 Visual Editor界面237

8.2 VisualEditor图形后处理238

8.2.1 基本操作238

8.2.2 全局设置240

8.2.3 Viewer设置241

8.2.4 Geometry设置241

8.2.5 结果设置242

8.2.6 标注248

8.2.7 动画248

8.2.8 结果输出249

8.3 Visual Editor表格后处理249

8.3.1 结果数据类型249

8.3.2 数据结果输出253

8.3.3 自动创建结果报告253

8.4 小结254

第9章 Command Center优化模块255

9.1 Command Center优化模块介绍255

9.1.1 Command Center作用255

9.1.2 Command Center界面255

9.1.3 Command Center使用流程255

9.2 输入变量256

9.2.1 数据输入形式257

9.2.2 图形输入形式258

9.3 输出变量258

9.4 创建方案258

9.4.1 默认创建方案258

9.4.2 Multiply Input Variables创建方案259

9.4.3 实验设计创建方案260

9.4.4 方案列表262

9.5 方案求解监控263

9.6 方案优化设计264

9.6.1 顺序优化265

9.6.2 响应面优化265

9.7 优化方案结果处理266

9.8 Command Center优化实例267

9.9 小结272

第10章 BGA封装芯片热仿真实例273

10.1 BGA封装芯片背景273

10.2 BGA封装芯片热设计目标273

10.3 BGA封装芯片散热机理273

10.4 BGA封装芯片热仿真概述274

10.4.1 热仿真目标274

10.4.2 热仿真流程274

10.4.3 热仿真所需信息275

10.5 BGA封装芯片热仿真277

10.5.1 BGA封装芯片建模277

10.5.2 BGA封装芯片RJA热阻热仿真289

10.5.3 BGA封装芯片RJB热阻热仿真295

10.6 小结302

第11章 户外通信机柜热仿真实例303

11.1 户外通信机柜热设计背景303

11.2 户外通信机柜冷却架构303

11.3 户外通信机柜热设计方法304

11.4 户外通信机柜热仿真概述304

11.4.1 热仿真目标304

11.4.2 热仿真流程304

11.4.3 热仿真所需信息305

11.5 户外通信机柜热仿真305

11.5.1 Shelf模块简化305

11.5.2 户外通信机柜稳态热仿真分析325

11.6 小结344

第12章 数据中心热仿真实例345

12.1 数据中心热设计背景345

12.2 数据中心热设计挑战345

12.3 数据中心热设计目标346

12.4 数据中心冷却架构346

12.5 数据中心热仿真概述348

12.5.1 数据中心介绍348

12.5.2 热仿真目标348

12.5.3 热仿真流程349

12.5.4 热仿真所需信息349

12.6 数据中心热仿真349

12.6.1 建立仿真模型350

12.6.2 网格划分378

12.6.3 求解计算382

12.6.4 结果分析383

12.7 小结384

参考文献385