產品介紹
Simcenter FLOEFD
偕同式熱流模擬解決方案
概述
FLOEFD是一套泛用型計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD)分析軟體,嵌入Solid Edge等主要CAD系統,可模擬流體流動和熱傳遞現象,廣泛應用於空氣動力學、電子冷卻、動力傳動、渦輪增壓、照明、電力、液壓設備、熱交換器等領域。與其他CFD工具不同,傳統數值方法在FLOEFD中透過獨特的分析經驗模型進行擴充,更易於使用(無需CFD專家),因此FLOEFD能以更高的準確度更快速地提供答案。FLOEFD可以在不同的設計階段使用,特別對於CAD設計工程師在產品設計初期的概念設計階段最具效益。
核心價值
容易使用
以設計為中心的模擬工具,為設計和分析提供單一CAD嵌入式環境,從而使CFD分析容易使用。
快速
智能化技術和自動化有助於將復雜幾何體的總體模擬時間縮短75%,從而能夠快速探索設計方案並驗證結果。
準確
許多工程人員使用FLOEFD來解決包括汽車、航太、製造和電子等眾多行業的實際工程問題。
使CFD普及化
將熱流分析程式嵌入到CAD作業環境,使大多數工程師及設計者能夠運用於產品設計,不再只有少數CFD專業人士使用。
分析項目
- 內部流與外部流
- 穩態分析與暫態分析
- 可壓縮流與不可壓縮流
- 自然對流、強制對流與混合對流環境
- 熱輻射分析與太陽輻射
- 考量表面粗糙度之邊界層效應
- 層流與紊流包含過渡區
- 多相流分析
- 相變化分析
- 流體、固體與多孔材料熱傳現象
- 非等向性熱傳材料分析
- 非牛頓流體
- 粒子流模擬
- 相對溼度
- 旋轉機械
- 自由液面
- 焦耳熱
- 燃燒與化學反應
關鍵優勢
關鍵優勢一:嵌入CAD系統
- 直接使用 MCAD 軟體的模型檔。
- 自動判別流體及固體區域。
- 無須進行 CAD 圖檔匯出及匯入動作。
優點:
- 沒有 CAD 轉檔,就無須處理因為轉檔導致的破面問題。
- 沒有定義流體及固體區域的困擾。
- 機構設計及 CFD 模型同步處理。
- 減少重新建模的時間及可能發生的錯誤。
關鍵優勢二:快速自動化沉浸邊界笛卡爾網格劃分
- 自動對流體與固體區域劃分網格。
- 依物理特性與外型特徵進行網格加密。
- 使用者亦可利用參數控制網格的生成。
優點:
- 無須花太多時間手動網格生成。
- 無須高深的 CFD 理論基礎即可以生成高品質網格。
- 減少運算時間並可獲得精確分析結果。
關鍵優勢三:專為工程師設計直觀易用的介面
- 容易使用的的導覽精靈,引導使用者模型設定。
- 廣泛的結果分析及後處理功能。
- 可輸出 Microsoft Office 格式的結果報告。
優點:
- 無須 CFD 專家進行參數設定。
- 縮短模型設定時間。
- 報告文件自動生成。
關鍵優勢四:獨特過渡紊流k-ε模型
- 自動層流到紊流CFD建模與通用,網格獨立修改2方程壁功能
- 層流、過渡和紊流狀態自動確定,不需指定流量特性(流動模式),即可在同一模型模擬出由層流 → 漸變流 → 紊流的現象。
優點:
- 無須 CFD 專家進行參數設定。
- 相較於傳統 CFD 軟體處理方式,FLOEFD的設定時間更短且計算結果更精確。
關鍵優勢五:唯一雙尺度壁面函數修正邊界層效應
- 接近壁面的網格採用Smart cells技術定義。
- 修正邊界層效應的模擬。
- 精確捕捉流體流動和傳熱遞的邊界層物理現象。
- 濃度邊界層現象模擬。
優點:
- 包括靠近壁面的邊界層效應均能精確模擬。
- 無須 CFD 專家進行邊界層參數設定。
- 減少傳統CFD方法,靠近壁面的試驗和錯誤設定。
關鍵優勢六:內建自動求解收斂控制
- 穩健的收斂行為;
- 可針對模型選取點、面、體、計算域中的任何變數做收斂控制;
- 使用者可定義代表性的方程式做收斂控制。
- 第一次運算即可收斂,沒有額外的數值發散。
優點:
- 減少因為計算不收斂而必須重新計算的次數。
- 短時間運算可以評估多種不同的設計方案。
- 消除 CFD 專家困擾的計算不收斂的問題。
關鍵優勢七:多變量“實驗設計”分析
- 採用『what-if』的設計概念,直接利用參數對模型進行最佳化設計。
- 最佳化模型可以直接被CAD採用。
- 使用批次求解,大幅減少計算時間。
- 透過參數化分析介面變更參數,比較結果。
- 修改設計,自動重新生成網格並求解。
優點:
- 產品設計初期階段即可進行優化設計。
- 可讓 CFD 專家專注在關鍵問題研究上。
其他優勢:輻射功能齊全
輻射模組包含:
- Discrete Transfer(離散傳輸) ;
- Discrete Ordinate(離散座標)——業界最常使用;
- Monte Carlo(蒙地卡羅)——計算最準確,具學術研究價值;
- 可計算太陽輻射(包含太陽輻射資料庫);
- 與波長相關之各輻射性質(吸收率 & 放射率 & 折射率);
上述Discrete Ordinate(離散座標) & Monte Carlo(蒙地卡羅)模組可以準確計算透明 & 半透明物體之反射(reflection)、吸收(absorption)、折射(refraction)等輻射效應。
其他優勢:無平行處理的費用
不同於其他熱流軟體需要支付昂貴可觀的平行處理費用,FLOEFD可在單一電腦上使用所有核心進行平行處理求解計算,無須支付額外費用。
FLOEFD vs. 傳統CFD
FLOEFD是一個經過驗證的偕同CFD解決方案,已累積過20年的開發時程及成功案例,特別是在許多大型航空、汽機車及其周邊零組件領域有豐富的導入經驗。透過數值近似以及六面體正交自動智能化網格,提供一個內嵌於CAD內的偕同CFD軟體。相較於耗時的傳統CFD軟體,能夠提升2到40倍的工程效率。偕同CFD有助於縮短產品上市時間和降低設計成本,加上強大的設計創新功能,適合設計者及專業分析人員於產品設計週期前期使用。
應用產業
- 航太科技 & 國防。
- 車輛 & 車用零件。
- 電子 & 周邊零組件。
- 建築 & 廠房通風。
- 製造 & 設備業。
- 照明 & 生活家用。
選購模組
電子散熱模組(Electronic Cooling Module)
- 熱管等效模型:
- 雙向熱阻元件(設定Rjc & Rjb)。
- 電路板生成(PCB Generator給定各層銅箔覆蓋率,計算出電路板法向 & 平面等效熱傳導率)。
- 致冷晶片模擬。
- 計算焦耳熱效應。
- 擴充工程資料庫:
- 超過1000筆風扇資料。
- IC Package資料庫。
- 致冷晶片資料庫;
- 介面材料(Contact Interface Material)資料庫。
- 雙熱組資料庫。
- 固體材質包含合金 & 陶瓷 & 金屬 & 聚合物 & 複合材料 & 玻璃礦物 & 半導體等;
LED模組(LED Module)
- 匯入 T3STER 及 TERALED 測試數據,提供 2R 及 RC resistance network compact model,使用者輸入電流資料,便可計算 Heat Dissipation 及 Luminous Flux。
- 輻射模組Discrete Ordinate(離散座標);
- 輻射模組Monte Carlo(蒙地卡羅);
- LED材質庫;
- 水膜功能(Water Film)可模擬霧氣生成 & 霧氣消散;
- 可分析塑膠材料的吸水過程(Sorption);
暖通空調模組(HVAC Module)
- 專為建築通風分析的客戶所開發,能輸出熱舒適性分析參數;
- 輻射模組Discrete Ordinate(離散座標);
- 暖通空調專用資料庫;
- Tracer Study汙染物濃度擴散分析;
進階應用模組(Advanced Module)
- 超音速流。
- 極音速流。
- 燃燒反應。
- 化學反應。
- 質傳分析。
- 蒸發與凝結二相分析。
- 水膜功能(Water Film)可模擬霧氣生成 & 霧氣消散;
- 可分析塑膠材料的吸水過程(Sorption);
電路模組(FloEDA Bridge Module)
- 讀取各種電路layout軟體檔案,如Expedition CC or CCE file、IDF 、ODB++;
- 熱組網路(Network Assembly)可以設定Delphi熱組模型,分析更準確。
- 支援 Solid Edge,SolidWroks,Creo,NX,Catia V5。
- PCB模擬級別
- Compact — 整塊電路板視為一零件;
- Detailed — 每一銅層根據鋪銅率算出其傳導率;
- Explicit — 擷取真實銅層幾何分析;
- 細部銅層(Explicit Copper)
- IC Modelling
- Simple — 晶片視為單一發熱實體;
- 2-Resistor — 晶片可設定雙向熱組Rjc & Rjb;
- DELPHI — 晶片可設定DELPHI熱組網路;
行業應用
壓降
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飛機ECS(Environmental control system,環境控制系統)設計 |
熱傳遞
|
油冷卻器設計
油冷卻器設計 |
混合過程
|
|
流場
|
汽車發動機缸內流場預測 |
受力預測
|
扭矩預測 |
照明
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材料選擇 |
自由液面
|
湧泉擴散 |
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常見問題
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