Simcenter FLOEFD

FLOEFD為Siemens的高度工程化泛用型計算流體力學(CFD)軟體，高度工程化的用意在於搭配電腦輔助繪圖(CAD)軟體進行熱流模擬分析，省去軟體溝通上的所花費的時間與困難，完全為與CAD無縫接合的CFD軟體(Concurrent CFD)。支援輸入Creo (Pro/ENGINEER)、SolidWorks、CATIA V5、Siemens NX、Solid Edge檔案與CAD中繼檔，如Parasolid, IGES, STEP, ASIC, VDAFS, WRML, STL, IDF, DXF, DWG等格式的模型文件。FLOEFD分析步驟流程為軟體建立分析模型、自動切割網格、定義邊界條件、求解與結果後處理，所有分析步驟皆於CAD軟體中進行，降低軟體與檔案交換的工作時程。搭配參數化分析介面，找尋設計方案，提升產品質量、降低開發時所耗費的時間與成本。

 

 

目錄：

應用領域

七大關鍵優勢

FLOEFD與CAD結合的獨特優勢

FLOEFD豐富的物理分析模組

FLOEFD強化應用領域的附加模組

 

應用領域

• 車輛與車用零件

• 航空太空科技

• 電子產業

• 機械業(如泵、風扇、壓縮機、家電)

• 閥件設計

• 能源、化工產業

• 生醫器材

• 暖通空調產業

• 建築業

• 綠能科技

 

七大關鍵優勢

 

關鍵優勢一：DC³ - Direct CAD to CFD Foundation(直接將CAD的模型導入CFD的概念)

 

傳統CFD分析方式是先透過轉換的方式輸入進前處理系統，經由使用者判斷固體與流體區域，並進行計算上所需要的所有設定，包含材料、邊界條件、切割網格、求解與後處理等。由於機構工程師與熱流工程師在進行分析時所關注的重點不同，由CAD進行編修轉換成CFD模型是分析上必要的過程，分析的模型越趨複雜，在前期的準備工作就將耗費許多時間。因此FLOEFD是唯一100％直接崁入Solidworks \ Creo & Pro/E \ CATIA V5 \ NXCAD \ Solid Edge環境的熱流分析軟體，提供研發工程師的熱流分析軟體。

 

FLOEFD導入強大的設計引導方式，使工程師在設計初期藉由導入計算流體力學的觀念，減少設計階段的錯誤，直接進行產品的最佳化設計。

關鍵重點：

• 直接使用CAD建立模型

• 自動區分固體與流體空間

• 自動檢查內流場與外流場區域，無須在CAD中建立流場區域

 

關鍵優勢二：RAM - Rectangular Adaptive Meshing(矩形網格自動生成)

• 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

 

 

 

 

關鍵優勢三：MWF - Modified Wall Function(改良邊界層的計算函數)

• 接近邊界層的網格採用partial cells技術定義

• 物理修正流動與熱傳現象的邊界層效應的模擬

 

 

 

關鍵優勢四：LTTM - Laminar–Transitional–Turbulent Modelling(層流漸變到紊流的精確計算模式)

• 採用改良計算邊界層的函數，直接模擬層流與紊流的現象

• 不需指定流體的特徵，即可在同一模型模擬出由層流->漸變流->紊流的現象

 

Ref: Driver, D.M. and Seegmiller, H.L. (1985), "Features of a Reattaching Turbulent Shear Layer in Divergent Channel Flow." AIAA Journal, Vol. 23, p. 163.

 

關鍵優勢五：ACC - Automatic Convergence Control(自動收斂控制)

• 可針對模型選擇某面、某物件、計算域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

• 不需做任何數值方法的控制即可完成收斂

 

 

關鍵優勢六：DVA - Design Variant Analysis(參數化設計分析)

• 採用『what-if』的設計概念，直接利用參數對模型進行優化設計

• 優化模型可以直接被CAD採用

• 使用批次求解，大幅減低分析時程

• 透過參數化分析介面變更參數，比較結果

 

關鍵優勢七：EUI - Engineering User Interface(工程師使用平台)

• Easy-to-use：採用CAD平台直接進行CAE模擬

• Easy-to-learn：以工程師角度設計，使用工程師語言，讓工程師容易學習

• 深入的結果解析與圖形顯示功能

• 直接產生MS-Office格式的報告

• 可輸出Excel數據與圖表

• 基於CAD建構的元素 - "特徵、面、體"來定義分析所需要的設定，對於工程師是最容易了解的操作方式

 

FLOEFD與CAD結合的獨特優勢

• 對於熟悉CAD的工程師，初期僅需要流體力學與熱傳遞學的基本理論就可快速於所熟悉的CAD介面下完成熱流模擬分析。

• 所有熱流分析集中於CAD介面，操作簡單易懂。使用者從生手培訓至熟練使用一般只需要一至兩天即可。

• 使用CAD檔案直接進行熱流分析，無需進行轉換或者轉檔的動作，省去不同軟體(CAD與CFD)間溝通所耗費的時間，提升產品開發週期的效能。

 

FLOEFD豐富的物理分析模組

• 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

• 邊界層效應考量表面粗糙度

• 層流與紊流包含過渡區

• 多相流分析(不考慮表面接觸效應)

• 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

• 理想氣體

• 粒子流模擬

• 相對溼度

• 旋轉機械

 

FLOEFD強化應用領域的附加模組

電子散熱模組(Electronic Cooling)：

• 熱管等效模型

• 雙向熱阻元件

• 電路板等效模型

• 焦耳熱計算

• 風扇

 

暖通空調模組(HVAC)：

• DO輻射模型分析

• 熱舒適度指標分析(Predicted Mean Vote, PMV)

• 預測不滿意百分比指數(Predicted of Percentage Dissatisfied, PPD)

• 汙染物濃度分析

 

進階應用模組(Advanced CFD)：

• 超音速流

• 預混與非預混燃燒反應

• 化學反應與質傳分析

• 液膜與吸水材料分析

• 天體軌道輻射分析

• 蒸發與凝結分析

 

發光二極體熱分析模組(LED)：

• DO與Monte Carlo輻射模型分析

• 霧氣、液膜與吸水材料分析

• 匯入T3STER與TeraLED測試數據

 

ECAD導入模組(EDA Bridge)：

• 匯入電路Layout檔案(ODB++、tgz…etc)

• 熱組網絡(Network Assembly)

• PCB細部模擬

• 匯入PDML檔

 

BCI-ROM與封裝模型模組(BCI-ROM & Package Creator)：

• BCI-ROM降階模型建立

• 使用Package Creator建立封裝模型

 

電池模組(Power Electrification)：

• 焦耳熱計算

• 等效電路模型(ECM)與電化學-熱耦合模型(ECT)建立電池模擬

 

自動校正模組(T3STER AutoCalibration)：

• 獲得T3STER量測暫態熱響應

• 自動校正封裝模型屬性

 

優化模組(Embedded HEEDS)：

• 使用HEEDS的SHERPA演算法進行優化設計

 

結構模組(Structural)：

• 線性靜態應力分析

• 熱膨脹

• 強制變形

 

電磁模組(Electromagnetics/EMAG)：

• 交流電(AC)與電磁(EM)(低頻)效應

• 時間正交求解器

• 表面阻抗、永磁體、鐵損、退磁

• 縣性與非線性電磁材料特性

 

軟體衍伸應用：

• 耦合MSC Nastran

• 耦合Pro/MECHANICA

• 耦合SIMULIA Abaqus

• 輸入T3STER TeraLED量測結果，輸出LED模型提供模擬分析

• 輸出CGNS檔案

• 耦合一維系統熱流分析軟體Flowmaster