如何高效使用Flotherm完成热仿真？

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作者优秀: 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
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导读：目前市面上能做热仿真的工具越来越多，无论是国产还是国外的热仿真软件都越来越成熟和高效，笔者一直使用的是Flotherm作为热仿真软件，而Flotherm作为一个老牌的热仿真软件，市场占有率高一定有它其中的道理，俗话说能经得起时间和市场考验的产品，必定是个好产品。那本篇文章将以一个电脑机箱为案例，具体讲述如何高效的使用Flotherm完成热仿真？

完成热仿真的流程如下图所示，大致为从建立热仿真模型到输入参数再到划分网格，然后求解计算，最后输出热仿真结果。

接下来我将每一步拆解，结合我的使用经验，来说明到底怎样才能更加高效的完成这一个热仿真流程。

1、热仿真的第一步是建模，建模的方法有两种，各有优劣。

第一种是使用FLoMCAD将外部模型导入Flotherm中，此方式比较适用于复杂模型的建模，但对使用者要求比较高，需要熟练的使用FLoMCAD，不然很可能导入的模型会产生大量的小块，或者导入时间会很长，导致电脑崩溃的现象出现。

第二种方法是使用Flotherm主界面的智能元件进行建模，Flotherm提供的智能元件涵盖了我们日常仿真所需要用到的所有器件，日常建模使用起来非常方便，并且此种方法建立的模型在后期的材料及功耗赋予，网格划分的时候都会更加方便和减少错误。这里我也推荐大家使用第二种方法来进行建立热仿真模型，可以更加快捷和高效。

2、第二步是输入参数，包括材料参数，功耗参数和环境参数。

首先材料参数，如果是同一个材料的器件我们可以建立一个Assembly，然后把相同材料的器件放在同一个Assembly里面，这样只要设定Assembly的材料参数就行，根据Flotherm中的优先级，Assembly里面所有器件的材料都是一致的。

然后是功耗参数，因为可能每一个器件的功耗都有所不同，只能每个器件单独设置，当有多个器件功耗一致时，可以按住Ctrl或者Shift进行选中多个器件一同设置功耗。

最后环境参数我们可以直接在Flotherm的库里面进行选用，不同海拔不同温度的参数在里面都已经设定好了，不需要我们再手动计算输入。

3、第三步是冷却介质的输入，在我们这个案例中有风扇和散热器，散热器可以使用Flotherm的智能元件进行建模，在里面输入散热器的尺寸和相关细节参数即可，建模相当方便高效。

风扇也是可以使用Flotherm的智能元件建模，并且在Flotherm的库中还有相当多品牌的各种型号轴流风扇可供选择，如果选用常见的风扇可以直接在这里选取，里面的风扇参数和PQ曲线都已经设定好了，但需要注意同一款风扇有12V和24V电压，不同电压下的风量风压有很大的区别，在选用时需要注意。

如果没有合适的模型，我们可以在使用Flotherm智能元件建模后，手动输入PQ曲线，这里介绍一个能把详细的PQ曲线准确输入的软件-Engauge Digitizer，这个软件能将图片中的曲线转换为坐标数据，导出CSV文件，然后导入风扇智能元件中。

4、第四步划分网格，无论哪个热仿真软件，划分网格都是其中极其重要的步骤，热仿真的准确性有多高，很大程度都取决于网格质量的好坏，所以划分网格我们一定要做的更加细致，那如何才能做到既细致又高效呢？在Flotherm中我们就需要合理的借助Volume Region和Toggle Localize Grid来完成网格划分，合理的将关键器件进行局域化网格划分，其他不重要器件可以少划分一点网格来减少计算量。

以此案例为例，我们的芯片和散热器是仿真中的重点，所以我们对芯片和散热器所在位置进行局域化网格划分，这样就可以看到，在芯片和散热器的网格都比较密，再使用Toggle Localize Grid不让网格外溢，可以减少细小网格的数量。

5、第五步是求解计算，这一步所需的时间取决于网格的数量和电脑的性能，网格数量越少，电脑性能越好，求解计算所需的时间就越少，如果电脑性能不能改变的情况下，我们就尽可能的优化我们的网格，使得我们的网格更加合理，减少网格数量，计算时间也就减下来了。

6、第六步是结果输出，主要包括常见的温度，速度，压力，粒子流，风扇工作点等等。

这一步要讲的的在粒子流视频输出的时候，在Visual Editor中，也可以输出视频，但这里输出的视频无法设定视频的时长，较为不方便，这里我们可以借助第三方软件今天截屏视频输出，这里我选用的是EV录屏，可供参考。这时候可以根据自己的想法输出随意时长的视频。

最后我们在分析了仿真结果后，一般都需要进行一些优化，比如散热器齿片的优化或者更换风扇等优化方案，此时就可以用到Command Center模块就行，在这可以快速的对需要优化的器件进行修改参数然后多个方案一起计算，大大的减少了我们在方案优化阶段所需要的时间。

7、写在文后(读者福利)

以上就是以一个电脑机箱为案例，结合本人多年使用Flotherm仿真软件的经验，讲述了每一个步骤到底需要怎么做才能更加的高效，减少我们在热仿真流程中所需的时间，提升工作效率，这里篇幅有限，讲的更多的是经验和方法，如果大家有需要更加详细的操作步骤和软件操作的学习，可以看看我录制的《Flotherm电子产品散热仿真入门26讲》教程视频，里面每一个章节都讲的非常细致，有需要的工程师可以进行试看。

Flotherm电子产品散热仿真快速入门26讲-让你快速适应热设计工程师岗

本课程主要为引领刚从事热设计行业的工程师，快速的掌握Flotherm软件，能在最短的时间内使用Flotherm软件完成产品的热仿真工作。

本课程将会使用一个模型作为案例，以“先掌握必要的技能再拓展其他能力”为课程的主线。从拿到产品热设计项目开始，使用Flotherm进行产品的热仿真，然后一步一步的进行建模，赋予材料属性，进行网格划分，求解设置等完成整个项目的热仿真工作，课程将对整个热仿真过程所需要的技能一个个进行讲解，每个章节环环相扣，当你听完整个课程，一个产品的热仿真工作也就完成，学员的热设计能力也将提升一个档次。

作者：做个热设计，仿真秀专栏作者，曾就职于中国五百强企业，国内龙头UPS制造企业等。具有包括储能，户外柜，5G基站，数据中心，不间断电源，充电桩，光伏逆变器，通讯设备等产品的热设计经验。

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