flotherm 空气对流换热系数的设定
基于Flotherm的散热器的优化设计
基于Flotherm的散热器的优化设计摘要：本文对电子设备中常用散热器的分类、矩形肋散热器的设计准则及设计方法进行了介绍，并给出了矩形肋散热器的设计经验公式和参考数据。
论文还介绍了多款可对散热器进行辅助设计的计算机软件，并详细介绍了利用Flotherm软件中的Command Center（优化设计模块）来对散热器进行优化设计。
关键词:电子散热散热器 Flotherm 优化设计1 引言随着电子组件发热密度的不断增加，散热需求也日益增加，散热设计的困难度也越来越高，所花费的成本也越来越多。
在电子设备中，气冷散热器是最经济、最可靠的散热方式，利用散热器来增加散热面积也是热管理技术中最常见最基本的方式，因此如何提升散热器效率成了很重要的研究课题。
近年来，为了满足电子散热的需求，散热器在形状、材料及制作工艺上都有了长足的发展，此外，还通过整合其它散热组件（如热管）的设计方式来增加其在应用时的效率。
这样，对于同一个散热问题，散热器的设计会在其形状、材料等方面出现多种解决方案，如何快速在众多方案中做出合理选择，并能够降低设计和制造成本就显得尤为重要。
本文介绍了利用热分析软件Flotherm中的Command Center模块来对散热器进行优化设计。
2 散热器相关理论2.1 散热器的分类散热器的种类通常以其制作工艺的不同来分。
由于散热器的制作工艺多种多样，散热器可分为如下几类：压印(Stampings)、挤型(Extrusion)、铸造(Casting)、接着(Bonding)、折迭(Folding)、改良式的铸造(Modified die-casting)、锻造(Forging)、切削(Skiving)、机械加工(Machining)等。
图1显示了其中几种不同工艺情况下的散热器。
可以看出，各种散热器都由两部分组成：肋片和基板。
肋片有鳍片状，称为直肋散热器；圆柱或矩形柱状，称为针肋散热器。
制造散热器的材料通常为铝和铜，有时也会根据其材料类型来命名散热器。
空气-蒸汽对流给热系数测定数据处理（数据表格、计算示例及图解）
空气-蒸汽对流给热系数测定数据处理（数据表格、计算示例及图解）一、原始数据记录表二、计算结果表实验号流量温度（℃）m 3/h冷流体进口温度t1 冷流体出口温度t2 冷流体进口侧蒸汽温度T1冷流体出口侧蒸汽温度T2 1 5 35.8 76.8 102.9 102.4 2 7.5 36.6 76.5 101.9 101.2 3 10 37.2 76.9 102.2 101.8 4 12.5 38.4 77.5 102.5 102 5 15 40.1 77.8 102.4 101.9 6 17.5 41.9 78.3 102.5 101.9 7 20 43.4 78.6 102.4 101.8 8 22.544.1 78.5 102.5101.9序号Δt m \℃K W/m 2·℃Pr Re X Y m α21 43.2337 29.90223 0.597055 7324.592 1.143919 0.033442 0.020978 41.67203 2 41.99407 44.92077 0.596638 10982.84 0.826950.022261 0.020978 57.64489 3 41.92402 59.64674 0.595804 14633.02 0.656813 0.016765 0.020978 72.57683 4 41.33924 74.365130.5943118267.16 0.549236 0.013447 0.020978 86.79224 5 40.38487.940270.592657 21888.62 0.474507 0.011371 0.020978 100.4611 6 39.42766 101.6829 0.593118 25494.11 0.418598 0.009834 0.020978 113.8787 7 38.54594 114.7875 0.591641 29098.25 0.376053 0.008712 0.020978 126.7624 838.45563 126.43840.591149 32721.39 0.342197 0.007909 0.020978 139.3041计算示例：（以第一组为例）平均温度t 平均1=（t 1+t 2）/2=(35.8+76.8）/2=56.3℃ 此温度下，空气的各项物性分别为：空气进口处密度ρ’=1E-05*t 2-4.5E-03*t+1.2916=1.069947 空气的比热Cp ：1005J/（kg ·℃）温度在60℃以下空气的导热系数λ=-2E-08*t 2+8*E-05*t+0.0244=0.028841空气的粘度μ=（-2E-06*t 2+5*E-03*t+1.7169）*1E-05=1.71338E-05序号平均温度t 平均空气进口处密度ρ’ 空气质量流量m 2 空气的比热Cp 实际流量V ’ 空气的导热系数λ空气的粘度μ NuNu/Pr 0.4ln(N u/Pr 0.4ln(R e)156.3 1.069947 0.001577 1005 0.001474 0.0288411.71338E-05 23.11853 28.41545 3.346933 8.898993 2 56.55 1.069104 0.002365 1005 0.002212 0.02 8861.71333E-05 31.95831 39.29159 3.671011 9.30409 3 57.05 1.067422 0.00315 1005 0.002951 0.02 88991.71324E-05 40.18246 49.43051 3.900568 9.591036 4 57.95 1.064407 0.003932 1005 0.003694 0.02 89691.71308E-05 47.93689 59.02894.078027 9.81286558.95 1.061076 0.004712 1005 0.00444 0.02 90461.7129E-05 55.33806 68.21856 4.222717 9.993722 6 60.1 1.05727 0.005487 1009 0.00519 0.02 91361.71268E-05 62.53688 77.06899 4.344701 10.1462 761 1.05431 0.006262 1009 0.005939 0.02 92061.71251E-05 69.44557 85.66854 4.450486 10.27843 861.3 1.053327 0.007041 1009 0.006685 0.0292291.71245E-0576.25566 94.10077 4.544366 10.39578标定用流体的体积流量V 1=5m 3/h ρf=7800kg/m 3 ρ=1.205kg/m 3，由此可得出实际的空气流量为：V ’=()ρρρρρρ--f f ’）’（V=）（）（ 1.205-78001.069947 1.069947-7800205.136005 =0.001474空气质量流量m 2=ρ’V ’=1.069947*0.001474=0.001577 d 2=0.016m l=1m 换热面积A=π*d 2*lm=0.020978d 4023.018.128.0=π K=m 122p 2t t -t m ?A c ）（=43.2337*1*016.0*35.8-76.8*1005*0.001577π）（=29.90223Pr=λμ*p c =0.02884105-1.71338E *1005=0.597055Re===2d *V *4·d d πμρμρ’u 0.016*05-1.71338E * 1.069947*0.001474*4π=7324.592 X=8.022224.0Pr 1μλm = 1.1439190.00157705-1.71338E 0.597055*0.02884118.00.4=??? ??? 0.0334421==KY 8.0224.0222m m Pr=μλα=41.6720305-1.71338E0.0015770.0209780.597055*0.0288418.00.4=??? ??? 因为流体是被加热，故Nu 中n 取0.4，则：23.11853r *e *023.0u 4.08.0==P R N 28.415450.59705523.11853r 0.44.0==P Nu 3.3469330.59705523.11853ln Pr ln 0.44.0==??? ??Nu 8.898993Re ln =）（三、冷流体给热系数的准数式：Nu/Pr 0.4=ARe m，由实验数据作图拟合曲线方程，确定式中常数A 及m,如下：500010000150002000025000300003500040000450005000020406080100ReData: Data1_B Model: Allometric1Equation: y = a*x^b Weighting: y No weightingChi^2/DoF = 2.8642E-11R^2= 1 a 0.023±1.9337E-8b 0.8±8.3367E-8N u /P r 0.4作曲线如上,按照y=a*x^b 拟合，由表内数据可知a=0.023，b=0.8；与Nu/Pr 0.4=ARe m 比较，即确定常数A=0.023,m=0.8 ，与经验式Nu/Pr 0.4=0.023Re 0.8中数值完全一致.四、以ln(Nu/Pr 0.4）为纵坐标，ln(Re ）为横坐标，如下:8.89.09.29.49.69.810.010.210.410.63.23.43.63.84.04.24.44.6ln(Nu/Pr0.4 Linear Fit of C1l n (N u /P r 0.4ln(Re)Equation y = a + b*xAdj. R-Squ 1ValueStandard ErC1Intercep -3.772 5.88102E-6C1Slope0.8 5.99225E-7作曲线如上,按照y=a+b*x 拟合，由表内数据可知a=-3.772，b=0.8；即ln(Nu/Pr 0.4)=-3.772+0.8*ln(Re),取e 的指数，两边消去ln ，则8.0Re ln 772.30.4)ln(N u/PrRe 023.0*Nu/Pr 8.00.4===-e e e ,与Nu/Pr 0.4=ARe m比较，即确定常数A=e -3.772=0.023,m=0.8 ,与经验式Nu/Pr 0.4=0.023Re 0.8中数值完全一致.。
(完整)Flotherm总体求解对话框
1. Flotherm总体求解控制对话框使用总体求解控制对话框控制迭代求解设置。
求解选项（Solver Option ）:从下面两项中选择求解的类型。
Segregated Conjugate Residual –在迭代程序中应用变化残差加速来求解压力和温度的线性方程。
Multi Grid –在迭代程序中应用多网格加速来求解温度的线性方程。
对于变化的对流换热系数的问题,它可以改善收敛并且明显减少总体计算时间。
对于大多数计算来说，默认的多网格求解是最佳选项。
Reset Solver Controls To Default设置Variable Solution Control Dialog和Additional Solver Control Dialog为系统默认值。
Outer Iteration在稳态计算时，它设置的是外部迭代的最大步数；在瞬态计算时，它设置的是每一次时间步长下的最大迭代次数.每一次外部迭代导致所有差分方程的求解都是以准线性格式表达出来.一般来说,很多外部迭代需要达到内在的非线性方程的收敛。
默认情况下，迭代步数设为500，对于大多数计算来说总需要几百步的计算才能达到要求的收敛的级别。
然而，迭代步数的确切设置并不是很重要，因为：如果当前残差满足收敛设置时求解器会自动停止；而计算超过求解步数没有收敛时，可以在原来的计算上继续计算.Fan Relaxation有时使用非线性风扇时需要设置此选项。
此参数设置小于1，经验值推荐设为0.7 一般有助于结果的收敛。
Freeze Flow不激活流动的计算而保持储存的变量,因此此选项有效的冻结了流动的计算.Freeze flow可以用在：改善非常复杂的变化的对流换热系数问题的温度方程的收敛；强制对流时浮生力可以忽略的温度场的快速求解。
这对改变热源时快速研究温度变化有重要意义。
Activate Plate Conduction激活7.1版本的线性内核传导求解器,可以在2维实体物体上应用变化的对流换热系数。
基于Flotherm的电子电路热仿真分析与研究
基于Flotherm的电子电路热仿真分析与研究基于Flotherm的电子电路热仿真分析与研究内容简介：摘要：在阐述电子设备热仿真分析重要性的同时，简单介绍了电子设备传热类型，并对热分析软件的基本理论进行解析。
介绍了热分析软件Flotherm的功能特点及应用范围，并以教学机器人PCB控制板为研究对象，用Flotherm软件对其电子电路进论文格式论文范文毕业论文摘要：在阐述电子设备热仿真分析重要性的同时，简单介绍了电子设备传热类型，并对热分析软件的基本理论进行解析。
介绍了热分析软件Flotherm的功能特点及应用范围，并以教学机器人PCB控制板为研究对象，用Flotherm软件对其电子电路进行热仿真分析，详细讲述了计算模型的建立、边界条件设置、网格划分、结果分析及优化处理等操作。
通过仿真分析数据与实验结果比较，发现热仿真分析存在一定误差，分析研究误差存在的主要因素，提出通过优化操作的方法减小误差，达到较高的热分析精度，满足使用需求。
关键词：机器人; 热仿真分析; Flotherm; 误差分析 Thermal simulation analsis for Eletroni iruit on Flotherm NIU Dong?ke，JIN Xiao?i， ZHANG Xiang?ei， ZHOU Qiang Abstrat：While expounding the importane of the thermal simulation analsis for the eletroni equipment， the heat ondution tpes of the eletroni equipments are introdued briefl and the basi theor of thermal analsis softare is analzed. The funtions and appliation range of thermal analsis softare Flotherm are introdued. Taking the PCB ontrol board of the teahing robot asresearh objets， Flotherm is used to do the thermal simulation analsis for eletroni iruit. The speifi operations of puting model establishment， boundar ondition setting， mash generation， result analsis and optimization proessing are elaborated. A ertain error existing in the thermal simulation analsis as found b ontrasting the experimental results ith the simulation analsis data. The major fators that ause the error are analzed. The optimization proedures are proposed to redue the error， reah the high thermal analsis aura and meet the appliation requirements. Keords：robot; thermal simulation analsis; Flotherm; error analsis 0 引言随着电子技术的迅猛发展，电子设备朝着使用环境多样化、设备小巧化等方向发展。
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经典教材
FLOTHERM Introductory一：创建和保存项目 (2)二：设置单位 (2)三：定义求解域 (2)四：定义求解域环境 (2)五：参考点设置 (3)六：画箱体 (3)七：箱体打孔 (3)八：增加热源 (4)九：设置监控点 (5)十：创建结构树 (5)十一：设置网格 (5)十二：观测温度： (5)十三:添加PCB (6)13.1:添加pcb材料 (6)13．2：设置pcb位置 (6)13．3：设置pcb尺寸 (7)13．4：加入元件 (7)13．5：加入元件功率 (7)十四：定义其它热源 (8)十六：观察机箱内 (8)十七：数据观察 (9)十八：更改求解域后恢复 (10)二十：添加风扇 (10)二十二：气流观察 (12)二十三：优化 (13)一：创建和保存项目在PM中选择[Project/New]并选择“Defaults” 表. 选中文件“DefaultSI” 并按OK. 这就按缺省设置（标准国际单位）打开一个新的工程文件，其它的设置参数也都回复为缺省值。
在PM中选择[Project/Save As]（项目/保存为）。
—在Project Name （项目名称）栏中键入“Tutorial 2”。
—在Title（标题）栏中键入“Simple Electronics Box”。
—单击Notes（备注）按钮。
在文本编辑框中输入一些和项目有关的信息。
比如“This is an initial model of the electronics box.”。
单击Date（日期）和Time（时间）按钮，为项目创建日期和时间信息。
单击OK按钮，退出Edit Notes（备注编辑）对话框。
再单击确定（OK）来保存您的项目。
二：设置单位整体的缺省尺寸单位可在PM中设置。
在菜单条上, 选择[Option/Units].在‘Unit Class,’ 下面选中‘LENGTH’ 并在‘Use Units’ 中选择‘mm’。
散热设计规范机械
散热设计规范标准化版本更新说明：1、正式阪：标准化资源库中版本为准；2、过程版本更新：结构工程师在拟制版本中查询，避免在发布周期内重复发生类似问题；3、更新记录：在拟制版本中更新，变更必须要求做记录，内容如下表格；4、审核：更改内容，需要通过结构室内的专业评审；6、更新方式：走CPC“技术标准化更新、签批和发布流程”5、版本号：在正式发布时，升级版本号；6、变更批准人：结构室室主任/标准化委员。
1、目的：为了规范产品的散热设计过程，确保产品的散热设计质量和生产适应性，达到设计标准化，提高结构效率，提高散热设计准确性，避免重复劳动，及出现重复出现设计问题,特制定本规范。
2、适用范围：本规范适用于AV研发所带明显热源的产品的散热设计标准化。
3.标准化内容范围：主要元器件封装形式表4.散热设计流程标准化：散热设计属系统级的设计，其在产品设计过程中最佳的介入时段在产品设计的初期结构布局阶段。
其设计结合电路、结构及散热需求完成并指导产品的结构布局。
详细流程及工作如下所示：设计阶段流程工作内容责任人输出文档立项阶段1.设计温度规格硬件工程师 1.散热设计输入清单2.收集主要元器件规格书3.主要元器件实际发热功率4.初步电路LAYOUT文件5.初步结构布局图档结构工程师6.结构材料明细概要设计阶段1.确定系统散热方式散热工程师2.优化元器件选择及安装3.选择散热器种类及形状4.风扇初步选用5.风道及散热孔初步优化6.PCB布局初步优化7.结构布局初步优化详细设计阶段1.设置仿真环境散热工程师1.散热设计材料优化清单；2.结构优化布局图3.各项优化数据2.模型导入及简化3.材料、热阻设置4.网格划分5.收敛运算控制6.图形化运算结果7.散热优化设计设计验证阶段1.结构修改结构工程师温度测试报告2.电路修改硬件工程师3.手板制作结构工程师4.温度实测测试工程师方案输出1.确定最终优化方案4.2 概要设计阶段确定系统各项需求后根据以下规范对系统进行概要设计4.2.1 确定系统散热方式散热设计工程师根据客户要求或初步结构布局确定散热模式，常用散热模式分自然散热，强迫风冷、液体冷却等。
Floworks教程第六章热交换系数
(202650 Pa) 和默认 Temperature
(293.2 K)
第六章 热交换系数
11. 点击 OK
。新 Environment Pressure 1 项出现在 b 分析树。
12. 重 命 名 Environment Pressure 1 项 为 Environment Pressure – Warm Water。 下一步我们要为热流体定义边界条件。 1. 在 b 分 析 树 中 ， 右 击 Boundary Conditions 图 标 并 且 选 择 Insert Boundary Condition 。 选择 Air Inlet Lid 内表面 (与流体相接触 )。
默认情况下，b 不考虑固体内导热，而仅仅对流体以及流体和壁面之间进行分析 （也就是对流）。选择 Heat conduction in solids 选项可以考虑对流和导热热交换，也就 是耦合热交换。在这个项目中我们除了分析整个模型壁面和流体之间的热交换，还要分析 固体内部的导热过程。
点击 Next。
b 8 教程
6－3
第六章 热交换系数
5.
因为项目中使用了两种流体 (水和空气)， 展 开 Liquids 文 件 夹 并 且 增 加 Water 之 后 展 开 Gases 文 件 夹 并 且 增 加 Air 到 Project Fluids 列表。检查 Default fluid type 是 Liquids。
流参数。这些设置将被应用到定义的流体子区域。
6.
在 Thermodynamic Parameters 下的 Pressure
框中输
入 1 atm。 b 会自动的将输入的值转换为系统单位对应 的值。
最全的热设计基础知识及flotherm热仿真
对流换热
牛顿冷却公式：
其中α为对流换热系数，单位W/(m2·K)，表征了换热表面的平均对流换热能力。A为参与热交换的有效面积，△T为表面温度与流体温度之差。
由牛顿公式可得对流换热热阻计算公式为：
自然对流换热系数在1~10W/(m2·K)量级，实际应用时一般不会超过3~5 W/(m2·K) ；强制对流换热系数在10~100 W/(m2·K) 量级，实际应用时一般不会超过30 W/(m2·K) 。
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。
热辐射
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
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。
热辐射
任意物体的辐射能力可用下式计算
镜体是指反射比ρ=1的物体。 绝对透明体是指穿透比Τ=1的物体。 绝对黑体是指吸收比α=1的物体。
黑度：在一定温度下，将灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比定义为物体的黑度，或物体的发射率，用ε表示。
热辐射
物体表面的辐射计算是及其复杂的，其中最简单的是两个面积相同且正对着的表面间的辐射换热量计算公式：
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。
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空气对流换热系数的设定
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。
FLOTHERM10.1软件使用高级详细培训教程
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网格划分
• 划分准则:
网格长宽比值越接近越好 1 最理想的状态
< 20 良好 >200 可能造成不收敛
尽量避免大尺寸网格到小尺寸网格的直 接过度
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网格划分
• 网格长宽比例问题:
– 网格平滑工具(系统网格)
– 增加网格线减小长宽比
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网格划分
– 网格平滑工具(系统网格)
– 增加网格线减少网格过度问题的产生
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FLOTHERM项目的导入\导出
PDML文件: 只包括模型文件,不包括计算结果
Physical Design Model Language
Assembly PDML
只包括模型的 某部件模型
Pack文件: 包括计算结果的模型文件 Flotherm10.1全套视频教程加Q:76615399
可以导入＼导出的项目(Project)文件
.
IDF导入
可导入的文件包括IDF2.0及IDF3.0 IDF文件包括 Board 文件(.brd or .emn) Library文件(.lib or .emp)
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IDF导入
在导入过程当中，可以进行替换和筛选 如果采用Import IDF link Library 进行IDF文件的导入，可以采用库 中芯片模型进行自动替换
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FLOTHERM使用高级培训
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Agenda
2006.10.25 FLOTHERM的文件管理(20min) 网格划分技术(40min) FLOMOTION的使用(30min) 收敛问题及其解决(20min) FLO/MCAD的导入(30min) 优化模块的使用(30min)
2006.10.26 瞬态分析定义(30min) 芯片建模方法(90min) 批处理文件的编辑(10min) Compact Model的建立(30min) 其它使用技巧(40min) Flotherm10.1全套视频教程加Q:76615399
FLOTHERM101基于FLOW SIMULATION自然对流热分析教程(30WLED)PPT课件
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）
•19
1 2
选取光源，添加一个30W热 源
•20
设置热阻情况，前面计算得出面积热阻 为0.0000667K*㎡/W
•21
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
•14
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
•15Biblioteka 赋予材质•16赋予材质AL6061
•17
同样方法把铜赋予光源
•18
右击Radiative Surface,选择Insert Radiative Surface,单 击Create/Edit
•31
• 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……..
•32
•33
点、面参数
•34
点、面参数
•35
体参数
•36
点、面参数
•37
粒子效果图
•38
提问与解答环节
Questions and answers
•39
添加
添加
添加 标题
标题
标题
添加
标题
此处结束语
点击此处添加段落文本 . 您的内容打在这里，或通过 复制您的文本后在此框中选择粘贴并选择只保留文字
•40
谢谢聆听
THANK YOU FOR LISTENING 演讲者：XX 时间：202X.XX.XX
FLOTHERM经典教材
FLOTHERM Introductory一：创建和保存项目 (2)二：设置单位 (2)三：定义求解域 (2)四：定义求解域环境 (2)五：参考点设置 (3)六：画箱体 (3)七：箱体打孔 (3)八：增加热源 (4)九：设置监控点 (5)十：创建结构树 (5)十一：设置网格 (5)十二：观测温度： (5)十三:添加PCB (6)13.1:添加pcb材料 (6)13．2：设置pcb位置 (6)13．3：设置pcb尺寸 (7)13．4：加入元件 (7)13．5：加入元件功率 (7)十四：定义其它热源 (8)十六：观察机箱内 (8)十七：数据观察 (9)十八：更改求解域后恢复 (10)二十：添加风扇 (10)二十二：气流观察 (12)二十三：优化 (13)一：创建和保存项目在PM中选择[Project/New]并选择“Defaults” 表. 选中文件“DefaultSI” 并按OK. 这就按缺省设置（标准国际单位）打开一个新的工程文件，其它的设置参数也都回复为缺省值。
在PM中选择[Project/Save As]（项目/保存为）。
—在Project Name （项目名称）栏中键入“Tutorial 2”。
—在Title（标题）栏中键入“Simple Electronics Box”。
—单击Notes（备注）按钮。
在文本编辑框中输入一些和项目有关的信息。
比如“This is an initial model of the electronics box.”。
单击Date（日期）和Time（时间）按钮，为项目创建日期和时间信息。
单击OK按钮，退出Edit Notes（备注编辑）对话框。
再单击确定（OK）来保存您的项目。
二：设置单位整体的缺省尺寸单位可在PM中设置。
在菜单条上, 选择[Option/Units].在‘Unit Class,’ 下面选中‘LENGTH’ 并在‘Use Units’ 中选择‘mm’。
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；
Flotherm学习教程
6 设定通风口: 建立2D-Resistance
7 设定通风口的通风率.
8 建立风扇
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学习项目 4
学习项目 利用MCD将Pro/E的图型转入Flotherm
首先, 将 Pro/E 的图转成 IGS 档.
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启动 FLOMCAD 视窗
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呼叫 IGES 档案 1
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呼叫 IGES 档案 2
• 以往在解决散热问题可以用三种方式:
1. 理论解析: 利用数学方程式解决. 但此种方式, 仅适合非 常简单的问题. 在真实世界几乎无法用此种方式来解题.
2. 实验: 直接量测. 此方法为最准确. 但是必须要有实际的 产品才可做到.
3. 数值方法: 系利用电脑程式来解决散热问题. 可以在无实 体的情况下, 自由去做模拟.
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Library 的动作
学习项目 1 将已建好的物体 存进Library 2 将Library里的物体 呼叫进 现在的专案里 3 将Library里的物体 传出去给別人使用. 4 将外部的 档案, 呼叫进自己的 Library
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(1)将已建好的物体 存进Library
以 单一 Smart Part 为例
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Flotherm 介紹 2
CFD 软件在计算什么呢? 所有CFD软件均是在计算 压力, 速度, 温度, 此三个变数. 因
为此三个变数是构成流体力学, 热传学的基本物理量. 由于速度是向量, 所以在表达速度时, 习惯以X, Y, Z 三个方
向的分量来做表示. 亦即 Vx, Vy, Vz. 因此, CFD 软件在求解 五个变数,
3 FlowMotion