Flotherm中的接触热阻的设置与验证
Flotherm软件技术性介绍
航空航天工业
电子元件制造业
军事工业
通讯制造业
.
FLOTHERM软件部分主要客户
COMPUTERS
Apple Fujitsu HP NEC SUN Mitec HTC
Compaq IBM Motorola SGI Toshiba FIC Quanta
Dell Intel NCR Samsung ACER Inventec LEGEND
•
-- FLOPACK 基于Web的IC封装热分析模型库
• FLO/PCB 专业电路板级热分析软件
• FLO/EMC 系统级电磁兼容性分析软件
• MICRO-STRIPES （宽带）微波设备及天线电磁仿真软件
• FLOVENT 环境级通风换热及洁净室设计软件
.
FLOTHERM软件 主要应用领域
计算机制造业
φ
φin
(CS)
φ out
控制体积
Vout
Vin
.
计算 流程
热仿真分析的基本理论
设定计算初场(压力\速度\温度)
更新初场值(压力\速度\温度)
求解动量守恒方程 (u, v, w速度分量).
利用质量守恒方程修正压力值
求解能量守恒方程与湍流模型,修正温度值
否
收敛否?(各网格是否达 到动量\质量\能量守恒)
.
FLOTHERM：应用领域
元件级
子系统级（组件或PCB板）
环境级
系统级
.
FLOTHERM：应用领域
自然冷却
强迫冷却
液冷
外太空设备
瞬态问题
户外设备
.
热仿真分析的基本理论
热传导：
Fourier 定律：
flotherm教学资料
6
學習項目 1
學習項目 熟悉各種工作視窗
7
熟悉各種工作視窗
No 1 2 3 4 5 6 7
工作視窗 Project Manager Drawing Board Flow Motion Tables Profiles FLO/MCAD Visualization
8
熟悉各種工作視窗
No 1 2 3 4 5 6 7
切換 指標/游擊手 叫出/關閉 繪圖列 隱藏物體 回覆至原來的畫面
16
細部操作 於上課中詳述
學習項目 3
學習項目 熟練各種模型的建法
17
熟練各種模型的建法
No 工作視窗 1 2 3 4 5 6 7
功能
產生一個 矩型體
用途
最常用 機殼上的通風口 CPU 的熱源
Cuboid
Resistance 產生一個 流阻 Source PCB Enclosure Fan Region
細部操作 於上課中詳述
25
學習項目 4
學習項目 利用MCD將Pro/E的圖型轉入Flotherm
首先, 將 Pro/E 的圖轉成 IGS 檔.
26
啟動 FLOMCAD 視窗
27
呼叫 IGES 檔案 1
28
呼叫 IGES 檔案 2
選擇要轉入的 IGS 檔.
29
呼叫 IGES 檔案 3
轉入成功!
指標: 選取
14
學習項目 2
學習項目 熟練快速鍵
15
快速鍵
No 快速鍵 功能 1 2 3 4 No 快速鍵 功能
F3 F4 F5 F6
目錄管理:獨立出來 目錄管理:完全關閉 目錄管理:回到上一層 目錄管理: 完全展開
flotherm软件应用学习精华
flotherm软件应⽤学习精华如何现实物体表⾯的温度云：Fig.1Fig. 2关于表⾯换热系数在附件中的模型中，设置换热系数时，⽆论数值怎么改，最后的温度分布没有改变，这是为什么？==========================================对流换热系数与很多参数有关，况且不同位置这个值也不⼀样从⽹格的⾓度出发，在固体内的⽹格中，每个⽹格应该有⼀个导热系数参数，⽽在固体与流体相连的⽹格⾥，有⼀个对流换热系数参数，还有⼀个热辐射参数并且这些数值随着迭代不断变化（如果导热系数不是定值，是⼀个随温度变化的值），最终不再变化，模型也就收敛这个换热系数是⽤于考虑箱体与外界环境的换热量，求解域与箱体⼤⼩⼀致时才计算，这是软件对外界换热的⼀个近似处理，其实并不准确，因为和外界的换热系数⼀般是未知的，不应作为⼀个已知的第三类边界条件。
ambient 中的对流换热系数，仅在如下两个条件同时满⾜时才发挥作⽤： 1.对某个⽅向上的计算域边界附加了你设置的ambient 属性 2.改计算域边界和计算域内某固体表⾯重合则此ambient 种设置的对流换热系数会在与计算域边界重合的固体表⾯上发挥作⽤。
此设置有⼀个典型应⽤：你的⼀个机箱，内部采⽤强迫对流换热，此时系统90%多的热量都是靠系统内部的强迫风冷带⾛的。
但同时，机箱外表⾯也是存在⾃然对流和辐射的，只不过⾮常⼩⽽已。
在进⾏仿真计算时，⼜不想把机箱外计算域放⼤实际计算其⾃然对流。
就可以设置ambient 中的对流换热系数，近似模拟机箱外表⾯的⾃然对流和辐射。
在此情况下，⼀般设置此值为10左右即可system ⾥的fliud 设置的是求解域内的流体属性，⽐如导热系数，密度，粘性，⽐热等等；ambients 设置的是求解域外的流体温度，压⼒等，默认为空⽓，⽽且不能更改；global 设置的是求解域内初始计算的温度和压⼒，它会在计算过程中被逐步的修正。
FloTHERM热仿真及热设计的新思路专题资料集锦
5.FloTHERM 和 FloMCAD Bridge之间的智能整合
6.综合应用Inventor和FLOTHERM对系统实施热设计
电子技术的发展及集成电路规模的不断提高,使热设计已成为产品设计中要解 决的一个重要问题,同时产品的多样化对热设计亦提出了效率方面的要求。在 AUTODESK和FLOTHERM 两种平台的基础上,综合Inventor和FLOTHERM软件各自 的特点,阐述了一种满足热设计中效率与准确性两方面要求的设计方法,根据 实例简要说明该设计方法的主要思路、步骤及运算结果处理方法,说明其在工 程应用中的特点,同时指出在应用中需要注意的问题。
7.FLOTHERM对基站室内空间模型建立 EN
8.FLOTHERM在产品热设计优化中的应用
9.FloTHERM_通讯电子产品散热仿真实例详解
10.流动阻尼元件在 FloTHERM 中的应用.PDF
11.Flotherm中的接触热阻的设置与验证
12.FloTHERM_电子电池冷却方案.pptx
13.FloTHERM软件基础与应用实例-样章.pdf
FloTHERM热仿真及热设计 的新思路专题资料集锦
更新时间：2014-12-26
以下是小编整理的一些有关FloTHERM热仿真及热设计的新思路专题资料，
其中包括了此次培训的相关资料以及相关的案例文档和视频资料。有关文档 的下载，可以到研发埠网站的专题模块，输入相应的专题名，搜索到相应的
专题少
笔记本电脑散热大比拼！
更多资料：/Home.html
3.FloTHERM PCB通过仿真优化 PCB 协同设计.pdf
4.FloTHERM PACK 快速生成优化的半导体封装热模型 FloTHERM PACK 是一款给予网络的软件程序，它以最小的投入，生成IC封装
FloTHERM的Die-Level热仿真（1）
FloTHERM的Die-Level热仿真（1）半导体最近是一个热门话题，成为了显学。
半导体芯片55%以上的失效是因为过热造成的，此热是真热，不是热门话题的热-:)。
预测Die的结温是任何一个电子散热仿真软件的重要功能之一。
好的热设计可以确保结温不会超过封装厂家的限制条件。
结温Junction Temperature是器件寿命评估的引导指针。
随着设计冗余越来越小，器件要想达到寿命预期，就需要更加准确的结温预测。
而准确的结温预测基于高保真的器件热阻模型，同时也要结合器件在PCB板上或系统中工作时的结温准确预估FloTHERM.PACK有多种模型来支持在FloTHERM中做结温预测，最简单的是双热阻模型，也就是用一个热阻值来表征结到封装顶层的热流，用另外一个热阻值表征到封装底部的热流。
阶梯热阻模型也是类似的，只用两个链接来表征结到外部环境的热流，只不过内含更多的内部热阻与热容值而已。
更高级的是称之为DELPHI模型，是上个世纪九十年代由欧洲基金赞助的项目，如今在行业中广泛应用。
最高保真度的模型是详细模型，用合理的热况真实性和芯片封装的内部结构来再现热特性。
当然，模型档次越高，计算的复杂程度与成本越高，在开发过程中需要取舍。
比如在概念设计阶段，很少用详细模型，因为这个阶段缺少版图的信息。
类似地，在后来的包含了重要发热器件详细信息的板级设计时用简单的块模型是不能带来准确的仿真结果的。
所有这些不同角度的模型需要在一起迭代才能保真。
为了得到最准确的仿真结果，详细模型是必须用到的。
模型的准确性是建立在准确的数据基础上的，但很多数据是很难获取的，比如一些材料的热特性与封装里粘结层的厚度。
高版本的FloTHERM能帮助热工程师克服这些困难，实现On-Die Temperature Variation，以器件供应商所特别标注的最大允许结温为指针，来实现下面几个方面的应用·评估器件寿命·尝试多种设计途径·在设计流程中做出方案的取舍·以Smart Part的方式导入Die的功率图谱·与Simcenter/MAD T3STER进行热阻详细模型校核，实现数字双胞胎（Digital Twin）。
使用FloTHERM对TBGA封装芯片热特性进行热仿真
使用FloTHERM对TBGA封装芯片热特性进行热仿真Eric TanTaiwan Semiconductor Technology Co.HsinChu Science-Based Industrial Park, Taiwan, R.O.C.Eric ChoFlotrend Co. FloTHERM Agent in TaiwanTaipei, Taiwan, R.O.C.摘要众所周知自从QFP系列到目前的BGA系列封装，封装的芯片热性能变得越来越重要。
集成电路中的元件越多，工程师所要面对的散热问题越严重。
许多半导体企业都采用ANSYS 软件对具有对称性的1/4个封装芯片进行热仿真。
这种基于有限元的方法似乎无法仿真完整的封装模型或具有详细封装模型的板级热分析。
此外，ANSYS的仿真需要耗费很多时间，并且在强迫对流的案例仿真中无法给出对流换热系数。
本文使用FloTHERM软件仿真位于PCB板上的一个完整的TBGA模型，以判断其是否能满足高热功耗（6 W）工作的要求。
由FloTHERM.PACK生成的TBGA模型也被进行分析。
本文的研究重点主要集中在封装级和板级分析。
我们通过实验数据对自然对流和强迫对流情况下，三种封装芯片模型（一种自己建模，两种FloTHERM.PACK建模）在不同风速下(v=1m/s,2m/s,3m/s)的热性能进行了研究，并且比较了安装在PCB上PBGA和TBGA的热特性。
正如板级分析所显示的结果，在自然对流情况下TBGA要比PBGA的热阻（R ja）小20%。
同时我们也发现即便在PBGA封装模型的Die和基板之间放置100个导热球，PBGA的散热性能也没有TBGA好。
介绍众所周知电子行业必须研发高输入/输出的芯片去满足3D图形处理卡，高速处理器和网络连接装置的要求。
这些元件将引起更高的热损耗和时钟频率。
普通的PBGA 在200MHZ 工作条件下，只能散去3~5W的热量。
Cavity-Down封装技术被研究，以满足目前封装芯片高散热性能的要求。
FLOTHERM[1].6.1版本中文教程3
![FLOTHERM[1].6.1版本中文教程3](https://img.taocdn.com/s3/m/ed2b9c49e518964bcf847ccb.png)
FLOTHERM/China/01/06 V6 Issue 1.0
Page 4
FLOTHERM V6 Introductory Training Course 练习 3：进一步详细定义电子设备中的热量 右键点击 PCB 进入‘Construction’。 输入以下信息： Length(长) = 190 mm; Width(宽) = 210 mm; 长 宽 Thickness(厚) = 1.6 mm. 厚 备注: 要激活 PCB 的厚度信息，需要将‘Modeling Level’(建模级别 建模级别)项设置在‘Conducting’(传导 传导)。 建模级别 传导 将‘% Conductor by Volume’(导体所占体积比 导体所占体积比)设为 导体所占体积比 10 %。在‘Dielectric Material’(绝缘体材料 绝缘体材料)项中点击 绝缘体材料 ‘Material’(材料 材料)选择‘FR4’。在‘Conductor 材料 Material’(导体材料 导体材料)项中选择‘Copper (Pure)’(纯铜 纯铜)。 导体材料 纯铜 点击‘Apply’ 应用 应用。 点击标签‘Summary’(摘要 摘要)检查平面热传导率 平面热传导率”In Plane 摘要 平面热传导率 Conductivity”和板厚度方向热传导率”Normal Conductivity”(法向热传导率 法向热传导率)两项的值。 法向热传导率 点击‘OK’(确定 确定)关闭 PCB 对话窗口。 确定 由于 PCB 板已建好，现在可加入元件。 在项目管理窗口 项目管理窗口(PM)中选中“PCB 1”，然后到调色板 调色板中 项目管理窗口 调色板 点击‘Component’(元件 元件)图标 。选中‘Component’ (元 元件 元 件)右键进入‘Construction’ 菜单。 输入功耗值 15 W。将元件的尺寸设置为与 PCB 板相同 (length = 190 mm; width = 210 mm)，但将元件的高设 为 5 mm。 在‘Modeling Options’(建模选项 建模选项)选项中，选择‘Apply 建模选项 over Board’(均布于整个板 均布于整个板)将热量加在板的整个上部。 均布于整个板 点击‘OK’(确定 确定)应用新设置并退出此窗口。 确定
flotherm 软件应用学习精华
如何现实物体表面的温度云：Fig.1Fig. 2关于表面换热系数在附件中的模型中，设置换热系数时，无论数值怎么改，最后的温度分布没有改变，这是为什么？==========================================对流换热系数与很多参数有关，况且不同位置这个值也不一样从网格的角度出发，在固体内的网格中，每个网格应该有一个导热系数参数，而在固体与流体相连的网格里，有一个对流换热系数参数，还有一个热辐射参数并且这些数值随着迭代不断变化（如果导热系数不是定值，是一个随温度变化的值），最终不再变化，模型也就收敛这个换热系数是用于考虑箱体与外界环境的换热量，求解域与箱体大小一致时才计算，这是软件对外界换热的一个近似处理，其实并不准确，因为和外界的换热系数一般是未知的，不应作为一个已知的第三类边界条件。
ambient中的对流换热系数，仅在如下两个条件同时满足时才发挥作用：1.对某个方向上的计算域边界附加了你设置的ambient属性2.改计算域边界和计算域内某固体表面重合则此ambient种设置的对流换热系数会在与计算域边界重合的固体表面上发挥作用。
此设置有一个典型应用：你的一个机箱，内部采用强迫对流换热，此时系统90%多的热量都是靠系统内部的强迫风冷带走的。
但同时，机箱外表面也是存在自然对流和辐射的，只不过非常小而已。
在进行仿真计算时，又不想把机箱外计算域放大实际计算其自然对流。
就可以设置ambient中的对流换热系数，近似模拟机箱外表面的自然对流和辐射。
在此情况下，一般设置此值为10左右即可system里的fliud设置的是求解域内的流体属性，比如导热系数，密度，粘性，比热等等；ambients设置的是求解域外的流体温度，压力等，默认为空气，而且不能更改；global设置的是求解域内初始计算的温度和压力，它会在计算过程中被逐步的修正。
joshchang初階用戶積分 1發表文章 1註冊 2006-9-19 狀態离線#1 新手求問...版主好,我是FLOTHERM的初學者,目前在使用上有幾個問題請教!1.要如何使用FLOTHERM模擬風洞實驗,以求得系統之阻抗?2.目前在散熱模組的使用上,多有使用"熱管",如何在FLOTHERM內建構具有熱管的散熱模組,參數如何設定?感激不盡^^,tks!2006-9-20 12:23 PMwhlex初階用戶積分 1發表文章 1註冊 2006-9-14 狀態离線#21. 聽說是建個風洞直接吹看看2006-9-25 10:35 AMJasonNiu該用戶已被刪除積分 N/A發表文章 N/A 註冊 N/A狀態离線#3 要如何使用FLOTHERM模擬風洞實驗,以求得系統之阻抗? 你可以利用計算系統阻抗的公式來設計：其中Ｖ為速度△P為壓降f為阻抗如此你只要建立一個風洞的空間，然後在風洞的入口設定一個pressure source，出口處設定一個2D region，如此你就可以利用求解後的region的table觀察到速度，入口的壓力則為壓降直（因為出口壓力為零），這樣就可以代入公式求解系統阻抗2006-9-27 03:18 PMJasonNiu該用戶已被刪除積分 N/A發表文章 N/A 註冊 N/A狀態离線#4 如何在FLOTHERM內建構具有熱管的散熱模組,參數如何設定?在FLOTHERM中設定熱管，只能利用compact model的方式設定熱管，其設定方法則是利用一個傳導係數很高的cuboid來代替，因為熱管的目的在於很快的將熱帶從熱端帶到冷端。
Flotherm中的接触热阻的设置与验证
Flotherm中的接触热阻的设置与验证相信大家在使用Flotherm时都会碰到如何设置固体与固体之间的接触热阻的问题，软件对此也给出了非常方便的设置。
下面给出了设置的过程与验证结果。
首先以软件自带的Tutorial 1作为研究对象，然后分别对模型中的Large Plate 和Heated Block取Monitor（位于对象的中心）。
测量Heated Block的尺寸，Length=40mm，后面将会用到该参数。
对模型不做任何更改，直接进行计算。
下图是模型的表面温度云图，从Table 里可以知道Monitor的最终温度值。
THeated-Block=78.8552, TLarge-Plate=77.9205接下来，开始设置接触热阻。
对Heated Block进行Surface操作，在Surface Finish对话框中新建一个Surface属性22，然后在Surface Attribute里的Rsur-solid 中进行设置。
这里，希望在Heated Block和Large Plate之间的添加一个1°C/W的接触热阻，而Rsur-solid的单位是Km^2/W，其实就是(K/W)×(m^2)，即所需热阻值与接触面的面积。
前面知道，Heated Block是一个边长为40mm的正方形，面积即为0.0016m^2，所以，这里需要输入的值就是：1°C/W×0.0016m^2=0.0016Km^2/W。
Heated Block与Large Plate的接触面出现在Heated Block的Xo-Low面上，就需要在Surface Finish对话框中的Attachment的下拉菜单中选择Xo-Low。
设置完成后，不再对模型做任何操作，直接进行计算。
下图是模型的表面温度云图，从Table里可以知道Monitor的最终温度值。
THeated-Block=85.7831, TLarge-Plate=77.4179将仿真结果制作成下表（Heated Block的功耗为8W）：首先，这里需要澄清一些事实：热到底是如何被带走的，接触热阻到底会对什么产生影响。
基于Flotherm的密闭机箱散热分析
基于Flotherm的密闭机箱散热分析作者：曹耀辉陈远益来源：《现代信息科技》2020年第22期摘要：根据机箱热载荷等边界条件，对密闭机箱中功能模块的热功耗热流密度进行分析和计算。
根据理论计算机箱与空气自然对流的热流密度值来评估散热性能，并将计算结果与空气自然对流散热的热流密度阈值进行比较：在此基础上使用建模软件Creo 4.0完成机箱的CAD数字样机建模，使用Flotherm有限元仿真软件进行热仿真分析，完成机箱参数设定、网格划分，对机箱进行精确的热仿真计算，验证机箱热设计的可靠性，为其他同类电子产品设计提供参考。
关键词：热功耗;热流密度;机箱;热仿真;Flotherm软件中图分类号：TN02 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）22-0041-04Heat Dissipation Analysis of Closed Chassis Based on FlothermCAO Yaohui，CHEN Yuanyi（Changsha Chaochuang Electronic Co.，Ltd.，Changsha 410221，China）Abstract：According to the thermal load and other boundary conditions of the chassis，the thermal power consumption and heat flux of the functional modules in the closed chassis are analyzed and calculated. According to the theory to calculate heat flux value between the chassis and natural convection of air to evaluate thermal performance，and the calculated results are compared with the heat flux threshold value of natural convection heat dissipation of air：on this basis，the modeling software Creo 4.0 is used to complete the CAD digital prototype modeling of the chassis，use Flotherm finite element simulation software for thermal simulation analysis，complete the chassis parameter setting，grid division，carry out accurate thermal simulation calculation of the chassis，verify the reliability of the chassis thermal design，and provide reference for the design of other similar electronic products.Keywords：thermal power consumption;heat flux;chassis;thermal simulation;Flotherm software 0 引言随着现代电子技术的迅速发展，电子设备已经广泛应用于人类生活各个领域，其中图像信息处理技术已成为目前研究的热点之一，各种以机箱为载体的图像处理模块也因此层出不穷。
fluent模拟接触热阻
fluent模拟接触热阻热阻是在热传导中产生阻力的物理现象。
它表示热传导过程中单位温度差情况下热量传递的难易程度。
热阻是一个关键的参数，用来描述材料或器件的绝缘性能。
热阻的计算公式为：R = L/(k*A)，其中R代表热阻，L代表传热路径长度，k代表热导率，A代表传热截面积。
在热传导过程中，热量从高温区域自发地流向低温区域。
在这个过程中，热阻可以看作是热量传递的阻碍。
传热路径越长，热阻就越大。
热导率是材料的特性，表示了单位温度差下单位面积的热量通量。
传热截面积则决定了热量传递的有效面积。
因此，热阻可以被看作是材料或器件的一个特征参数。
在实际应用中，热阻起着重要的作用。
在电子器件中，合理地设计散热系统可以降低器件温度，从而提高设备的性能和可靠性。
例如，在CPU散热器中，压敏材料塑料背板和散热器之间的接触热阻对于热量的传递具有重要影响。
良好的接触热阻可以确保散热器有效地吸收和排出热量，以保持CPU的正常运行温度。
在实际的热阻计算中，我们需要注意一些因素。
首先，不同材料的热导率差异较大，因此在计算热阻时需要准确地获取材料的热导率。
其次，不同物体之间的接触面的平整度和清洁度也会影响热阻的计算。
如果表面不平整或者存在污垢，会导致热量传输不均匀，进而影响热阻的估算结果。
此外，还需要注意热阻的单位问题。
热阻的单位通常用K/W （开尔文/瓦特）表示，即温度差（K）与热量传递率（W）之比。
在热阻的计算中，温度差通常以摄氏度（℃）或开尔文（K）表示，而热量传递率以瓦特（W）表示。
综上所述，热阻是热传导中的一个重要参考参数，用来描述材料或器件的绝缘性能。
准确地计算和评估热阻可以为热传导设计提供重要依据，从而提高设备的性能和可靠性。
在实际应用中，我们需要关注材料的热导率、传热路径长度以及接触面的平整度和清洁度等因素，以确保热阻的准确估算。
最全的热设计基础知识及flotherm热仿真
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精选2021版课件
热传导
热阻Rja：芯片的热源结（junction）到周围冷却空气（ambient）的总热 阻，乘以其发热量即获得器件温升。
热阻Rjc：芯片的热源结到封装外壳间的热阻，乘以发热量即获得结与壳的温差 。
热阻Rjb：芯片的结与PCB板间的热阻，乘以通过单板导热的散热量即获得结 与单板间的温差。
特点：
1）为最常见的界面导热材料，常采用印刷或点涂方式进行施加。 2)用于散热器和器件之间，散热器采用机械固持，最主要的优点为维修方便, 价格便宜。 3）因可以很好的润湿散热器和器件表面，减小接触热阻，所以其导热热阻很 小， 适合大功率器件的散热。 4）使用时需要印刷或点涂，操作费时，工艺控制要求较高，难度大。
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精选2021版课件
导热介质-导热脂
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精选2021版课件
导热介质-导热脂
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精选2021版课件
导热介质-导热脂
我公司现有导热硅脂
供应商
型号
我司编码
导热系数(W/mk)
工作温度（摄氏度）
北京美宝 T-50
1040100171 0.785
-60~200
其他一些常用导热硅脂
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精选2021版课件
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精选2021版课件
热辐射
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精选2021版课件
电子设备冷却方法的选择
温升为 40℃时 ，各种 冷却方 法的热 流密度 和体积 功率密 度值
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精选2021版课件
电子设备冷却方法的选择
冷却方法可根据热流密度和温升要求，按照下图关系进行选择。这种方 法适用于温升要求不同的各类设备
由此图可知，当元件表面与 环境之间的允许温差ΔT为60 ℃时，空气的自然对流（包 括辐射）仅对热流密度低于 0.05W/cm2 时有效 。强迫风 冷可使表面对流换热系数大 约提高一个数量级，如在允 许温差为100 ℃时，风冷最 大可能提供1W/cm2 的传热 能力。
flotherm 空气对流换热系数的设定
我做过热测试，用FLUK实时监控测试点的温度，基本上很少有冲很高的。
仿真计算的是稳态，前面的冲高可以忽略不计。
如果是瞬态就要全程监控温度。
我只知道静止空气对流换热系数一般为6W(m^2*K);Flotherm中一般都是这么设定的；对流换热系数大致范围：对流换热现象换热系数W/m2.K空气自然对流3~10气体强迫对流20~100水自然对流200~1000水强迫对流1000~15000牛顿方程：q=aS(tf-tw) q为对流换热的热流，a为换热系数，S为固体壁面换热面积，tf 为流体温度，tw为固体壁面温度。
对流换热系数a与流体的物理性质、流动状态和速度、固体壁面物理性质、形状位置都有关，比如同样的流体在紊流和层流时换热系数就不一样，所以不同情况下对流换热系数a是不一样的，书上的一些换热系数是通过实验方法得到的一些大致范围，供大家参考，自己随意输入一个换热系数是不科学的，flotherm里面应该内置计算公式来根据具体情况去自动求解流体与壁面间的换热。
当然要设置！我询问了美国同事，mild steel的enclosure，top surface设8，bottom surface设4，side surface 设6我知道你说的公式，可是公式里的那几个参数你能否准确知道？比如雷诺数、普朗特数、特征尺寸？如果没有准确数值，自己算出来的换热系数就不一定对了。
另外，不同的情况下，雷诺数、普朗特数、特征尺寸都是不一样的，当然换热系数也不一样了，我不知道“空气对流换热系数一般为6W(m^2*K)“这个结论依据的是不是实验得出的数据。
不过，你可以问问那些做案例的高手，请他们帮忙解释一下。
谢谢你给出的经验数值我觉得需要设置的情况是求解区域和设备壳体外表面重合时，也就是求解区域刚好包住设备壳体时，才需要设置壳体外表面与周围环境的换热系数，当求解区域远大于设备壳体外形时，不需要设置（当然设置也没事，因为不起作用），我平时就将求解区域设置较大，这样的缺点是求解网格较多，求解时间长，好处是能对周围空气状况有了解。
Flotherm_8.2-Tutorial_6
FloTHERM V8.2 Revision 01
© 2009 Mentor Graphics Corporation
Commercial-in-Confidence
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FloTHERM V8.2 Introductory Training Course Tutorial 6 – Addition of Heat Sink and Fan 选择 File\Save As 保存修改过的 FloEDA.Bridge 文 件，命名为 board_hs.flopcb. 模型保存完后选择 File\Transfer and Quit.
Tutorial 6
FloTHERM V8.2 Revision 01
© 2009 Mentor Graphics Corporation
Commercial-in-Confidence
FLOTHERM热设计软件指南
Mentor Graphics Mechanical Analysis Division (原 FLOMERICS 公司) 于 1989 年开发全球第一个开发专门针对电子散热领域 的 CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体力学)仿真软件-FloTHERM 软件。公司的研发人员是全球第一批研究 CFD 理论的科研人员，也是最早一批将传统的 CFD 分析手段加以改变，使之达到真正意义上的工程化的先驱者。
每年 FloTHERM 用户均有机会参加坤道公司举办的各类研讨会和讲座并相互交流，非常利于设计人员水平的提高。由于有全球 主流厂商的支持，用户也可以很容易地从各供应商或 Mentor Graphics 公司用户支持区 SupportNet 获取从 IC、散热片到风扇、 电源等部件的模型用于产品整体分析，这些优势是其他同类软件产品无法相比的。
薄板模型
热阻-热容网络模型 4) 高级 Zoom-in 功能: 高级 Zoom-in 功能可将上级模型计算结果作为下级模型计算的边界条件，使得模型计算结果层层传递，从系统级到子系统级， 简化计算过程，减轻工作量，从而大大缩减模型分析时间。
专业稳定的求解器与网格技术
z 求解器：采用专门针对电子散热的有限体积法求解器，与传统的 CFD 求解器不同，FloTHERM 求解器不但应用了数值方 法的解算，同时结合了大量专门针对电子散热而开发的实验数据和经验公式。这些实验数据和经验公式多数为 Mentor Graphics Mechanical Analysis Division 独家拥有，是 Mentor Graphics Mechanical Analysis Division 专注于电子设备热设计行业二十年 中最为宝贵的财富之一；
Fluent中的壁面接触热阻
Fluent中的壁面接触热阻本文描述在Fluent中考虑壁面接触热阻的设置方法。
1 薄壁面热阻默认情况下，Fluent中的壁面厚度为零，且不考虑接触热阻。
然而用户可以结合任何热边界条件在壁面上模拟一层薄薄的材料。
例如可以对两个流体区域之间的薄板、固体区域上的涂层或两个固体区域之间的接触热阻进行模拟。
Fluent求解一维稳态热传导方程以计算壁面提供的热阻及壁面中的热量生成。
要在传热计算中包含这些影响，需要指定壁面材料、壁面厚度以及壁面发热率。
在Material Name下拉列表中选择壁面材料，并在Wall Thicknewss中指定壁面的厚度。
如果要检查或修改选定材料的物性，可以单击Edit...按钮打开Edit Material对话框，此对话框仅包含选定材料的属性，并未包含标准Create/Edit Materials对话框的全部内容。
当指定壁面厚度后，该壁面将被视为coupled wall，其中与流体/固体网格相邻的面称为wall surface，如下图所示。
图1 薄壁面壁面热阻通过下式进行计算：其中，为壁面材料的热导率；为指定的壁面厚度。
用户设置的热壁面边界条件将在通过壁厚与流体/固体网格分隔的面上指定。
在壁面的另一侧指定的温度为。
重要提示：薄壁面只能指定恒定的导热系数。
若要对厚度非零的壁面使用非恒定的导热系数，则应使用shell conduction模型。
”可以通过设定参数Heat Generation Rate指定壁面内的发热率。
如对印刷电路板进行模拟，当电路中消耗的电能已知时，此选项非常有用。
对具有厚度但未启用shell conduction模型的壁面进行后处理时，Temperature...下拉框中提供了三个选项：相邻流体/固体网格的温度存储为Static Temperature；壁面自身的温度存储为Wall Temperature；与流体/固体网格隔开的面的温度存储为Wall Temperature(Thin)。
FLOTHERM10.1基于FLOW SIMULATION自然对流热分析教程(30WLED)
Goals－>insert surface Goals，选热源表面，勾选固体 平均温度
点击run
流程
• 仿真材料准备 • 前处理 • 后处理
温度曲线
•
勾选vectors，去掉contours，点击Apply 即可得到图示的气体的流动矢量图
在results－>surface plots 中右键创建一表面温度图，选中 所有的部件，按左图设置，view setting中选温度，即可 得到右图的物体表面温度分布
打开检查几何文件对话框
按Check检查 几何文件
显示出现的错误 位置，进行修复
前处理 • • • • • • • 模型处理 导航设置 计算域设置 物理参数设定 网格划分 侦测目标添加 视频教程加Q 76615399
赋予材质
赋予材质AL6061
同样方法把铜赋予光源
右击Radiative Surface,选择Insert Radiative Surface,单 击Create/Edit 可以在user defined右侧的空白处右键选择new item，新 建模型表面发射率（根据实际情况）
计算热辐射
计算自然对流,此处重力方向 改为图示的Y方向
点开gases，双击air即可把 air添加至此
13 点击next
点击next
选择Aluminum 6061为默认固 体材料
点击next
改为30
改为30
点击next
改为4
点击next
前处理
• • • • • • •
模型处理 导航设置 计算域设置 物理参数设定 网格划分 侦测目标添加 视频教程加Q 76615399
• • •
右键点选rusults 中的goals，可以创建所设置的goals温度 数据的excel表 同样可以方法，可以显示面、体上的温度参数 后处理还可以得到其他的计算结果的显示……..
FloEFD
FloEFDEFD.PRO散热分析经验数值设置探讨各位大侠：小弟用EFD一段时间，现略有心得。
但是在一些经验数值的设置上，感觉还是需要继续积累。
相信各位大侠在做分析的时候，也会有自己的一些心得体会。
现我就把自己的一些通常的做法显摆出来，希望我这块黄田砖，能勾引出一些蓝田玉出来，大家共同进步。
主要包括以下的一些设置，按照做项目的顺序来，各位大侠如果有其他方面的设置经验，也请添加上去：环境温度设置——添加热源设置——辐射面积设置——计算范围设置——接触热阻设置——添加材料设置——收敛目标设置——求解设置——后处理——……我的处理方式如下：环境温度设置——一般设置为30°C，不大喜欢K这个单位。
虽说室温25度，但是我觉得一般做实验的地方通风环境都不大好，都比较闷热添加热源设置——LED就是随便画一个与实物大小差不多的实体，然后在与铝基板贴合的面上添加面热源。
一般教程里面会教I*U*85%作为热源（功率的8.5成），但是我考虑热从LED传导到外壳上存在接触热阻，我又不晓得设置多少，所以直接就按照350mA为1W热源，650mA为2W热源这样，有的时候比较准，而且准的时候还比较多辐射面积设置——一般我就设置主要散热部件为辐射面积。
压铸铝和6063的辐射系数都设置0.5，虽然论坛里有高人说了6063阳极氧化黑色的辐射系数为0.77，还有一些大侠奉献出辐射系数的资料，但灯具行业，散热外壳无非就那么几种而已。
计算范围设置——一般设置底部，四个侧面为一倍产品方向的尺寸，顶部为4倍的产品方向尺寸，另外提一下，我设置重力方向一般为最不利于产品散热的方向。
接触热阻设置——不设置，呵呵，原因在上面已经说了。
添加材料设置——我用的9.3版本的EFD，感觉里面材料库比较少，6063，ADC12等都是我自己添加进去的。
铝基板就设置为1020，导热系数200，6063导热系数230，ADC12为90。
LED按照教程设置为铜。
Flotherm软件求解收敛常见问题及处理方法
1. 引言随着电子设备向高集成度方向发展,系统的热功率密度越来越大，因此热设计技术在电子设备中显得越来越重要。
目前公司主要采用Flotherm商业热分析软件进行系统级、板级的热分析。
热分析过程主要分为建造模型、为模型添加物性、网格划分、求解与后处理几个过程。
在热分析的过程当中,准确的建造模型、添加物性固然重要，它将直接影响到结果的准确性,然而网格划分对于初学者来说也很重要，劣质的网格可能会导致求解发散，甚至会导致得到错误的结果。
所有的错误都会体现在残差曲线中，本文主要讲述各种有问题的残差曲线，并详细讲述处理的方法。
2. Flotherm软件默认求解收敛设置Flotherm软件实际上是采用Patankar与Spalding1972年提出的在计算流体力学及计算传热学中得到了广泛应用的SIMPLE算法来迭代求解一组由Navier—Stokes方程导出的耦合偏微分非线性方程,这种迭代自然伴随着收敛的相关判定与设置问题.Flotherm终止标准是基于系统的质量、动量和能量三个方面来设定的：•质量平衡（压力场残差）–终止标准= 0。
005M(kg/s)–强迫对流: M = Total Inlet or Outlet Flow Rate–自然对流：M = ρ。
EFCV。
Aρ：Air densityEFCV: Estimated Free Convection VelocityA: Area perpendicular to the vertical•动量平衡(速度场残差)–终止标准= 0.005MV(N）–强迫对流：V = Fan or Fixed Flow maximum velocity–自然对流: V = EFCV•能量平衡（温度场残差)–终止标准= 0。
005 Q （W)–如果在系统中有热源或热沉：Q = Total Heat Sources or Sinks–如果系统中无热源或热沉：Q = M Cp ∆Ttyp ∆Ttyp = 20 °C3. 常见残差曲线分类在利用Flotherm进行求解中，我们直观的判断求解是否收敛的依据则是依靠残差曲线,通过残差曲线我们可以了解求解是发散、振荡还是收敛，如下图所示.图一:残差曲线1） 对于大多数残差曲线收敛且监控点温度稳定的情况下，我们可以认为得到了稳定正确的数值 解,当然有时也会由于温度梯度较大的位置网格数量不足或者两种不同的物体划分到同一网格得到具有较大误差的结果。
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Flotherm中的接触热阻的设置与验证
相信大家在使用Flotherm时都会碰到如何设置固体与固体之间的接触热阻的问题，软件对此也给出了非常方便的设置。
下面给出了设置的过程与验证结果。
首先以软件自带的Tutorial 1作为研究对象，然后分别对模型中的Large Plate 和Heated Block取Monitor（位于对象的中心）。
测量Heated Block的尺寸，Length=40mm，后面将会用到该参数。
对模型不做任何更改，直接进行计算。
下图是模型的表面温度云图，从Table 里可以知道Monitor的最终温度值。
THeated-Block=78.8552, TLarge-Plate=77.9205
接下来，开始设置接触热阻。
对Heated Block进行Surface操作，在Surface Finish对话框中新建一个Surface属性22，然后在Surface Attribute里的Rsur-solid 中进行设置。
这里，希望在Heated Block和Large Plate之间的添加一个1°C/W的接触热阻，而Rsur-solid的单位是Km^2/W，其实就是(K/W)×(m^2)，即所需热阻值与接触面的面积。
前面知道，Heated Block是一个边长为40mm的正方形，面积即为0.0016m^2，所以，这里需要输入的值就是：
1°C/W×0.0016m^2=0.0016Km^2/W。
Heated Block与Large Plate的接触面出现在Heated Block的Xo-Low面上，就需要在Surface Finish对话框中的Attachment的下拉菜单中选择Xo-Low。
设置完成后，不再对模型做任何操作，直接进行计算。
下图是模型的表面温度云图，从Table里可以知道Monitor的最终温度值。
THeated-Block=85.7831, TLarge-Plate=77.4179
将仿真结果制作成下表（Heated Block的功耗为8W）：
首先，这里需要澄清一些事实：热到底是如何被带走的，接触热阻到底会对什么产生影响。
Heated Block是热源，热的源头，产生的热分为两部分消散在空气中（不考虑辐射，Radiation Off）：一部分从Heated Block传递给Large Plate，被自然对流带走；另一部分是被Heated Block自身的自然对流带走。
这样，无论是否存在接触热阻，都是相同的热传递给了Large Plate（能量守恒，除非Heated Block表面温度更高导致的其自然对流带走的能量的增大）。
因此，接触热阻不会对Large Plate有什么影响，也就是说两种情况下Large Plate上的温度值和分布应该是相同的（77.9205和77.4179）。
这样看来，接触热阻只会对Heated Block有影响（在原来温度上有大约8°C的温升，由78.8552到85.7831）。
由此看来，在实际的仿真过程中，既可以通过上述的方法来添加接触热阻，从而在仿真结果中直接引入接触热阻对热源温度的影响，也可以先忽略接触热阻，然后再在计算结束后，根据经验在热源的结果上叠加一个温升来代替接触热阻的
影响。
为了进一步验证上面的分析，将计算结果相关的数据拷贝出来制作成下面的表。
表1：没有接触热阻的分析结果
表2：有接触热阻的分析结果
Mean S-S Surface Temperature表示的是Heated Block和Large Plate接触面上的平均温度值。
表1中，ΔT=78.398-78.398=0，表2中，ΔT=85.221-77.904=7.317°C，也就是由接触热阻产生的温差为7.317°C。
从能量的角度，表1中，从Heated Block 进入到Large Plate中并被其自然对流带走的能量为7.428W，表2中，从Heated Block进入到Large Plate中并被其自然对流带走的能量为7.317W，而Heated Block 自身自然对流带走的能量分别为为0.572W和0.683W（前者小于后者，就是因为接触热阻导致Heated Block的温度升高，从而使其自然对流的能力增强）。
根据热阻的定义：
R=ΔT/P
Rsur-solid=7.317°C/7.317W=1°C/W
正好是所设置的值。
Result_NO_Resista
nce.xlsx Result_With_Resis tance.xlsx。