電子散熱仿真軟件大全-介紹

2017-06-06  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

在電子技術發(fā)展日新月異的今天,體積已極大的縮小,而功耗反而有所增加,由此產(chǎn)生的設備過熱問題逐漸成為了導致電子設備故障的重要原因。因此在設計階段,如何利用仿真軟件對產(chǎn)品散熱設計進行最大限度的優(yōu)化成為了電子產(chǎn)品設計的重中之重。

目前,在電子設備熱設計行業(yè)內(nèi)使用的CFD熱學仿真軟件主要有:Flotherm,Icepak和6SigmaET,下面將對幾款熱分析軟件進行簡單的功能對比分析:

1.Flotherm:

Flotherm是由美國Mentor Graphics公司(現(xiàn)成為Siemens公司旗下產(chǎn)品)設計開發(fā)的專門針對電子器件/設備熱設計而開發(fā)的仿真軟件,作為一款強大的應用于電子元器件以及系統(tǒng)熱設計的三維仿真軟件。在任何實體樣機建立之前,工程師就可以在設計流程初期快速并簡易地創(chuàng)建虛擬模型,運行熱分析以及測試設計進行更改。Flotherm采用先進的 CFD (計算流體力學)技術,預測元器件、PCB 板以及整機系統(tǒng)的氣流、溫度以及傳熱。

特點分析:

網(wǎng)絡技術:

• 笛卡爾結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格;

• 非連續(xù)嵌入網(wǎng)格技術和Cut Cell網(wǎng)格切割技術;

• 支持多層網(wǎng)格嵌套與局部加密;

• 半自動網(wǎng)格劃分技術與Smart-Parts對象關聯(lián)相結(jié)合;

• 占用的內(nèi)存和CPU資源少.

模型庫

• 軟件原廠商完成大量電子器件熱模型方法的研發(fā);

• 有大量智能部件(Smart-Parts),可直接在Flotherm中進行參數(shù)化建模;

• 詳細的熱管、多孔板、雙熱阻、PCB板、焦耳熱、TEC等電子冷卻專用模板、雙熱阻、TEC、風扇等眾多專業(yè)廠家產(chǎn)品性能庫以及電子冷卻分析專用材料庫.

CAD接口

• 允許直接使用CAD模型;

• 可在Flotherm中直接建模;

• 可使用Smart-Parts進行參數(shù)化建模分析.

EDA接口

• 支持IDF 格式讀入;

• 支持直接讀入Allegro、BoardStation 和Expedition及CR5000等EDA 軟件PCB 模型的詳細信息;

• 并可過濾選擇各種器件的導入.

求解器

• 采用Cutting-edge數(shù)值方法和多重網(wǎng)格技術;

• 健壯的收斂性,求解可靠,一次求解成功,無數(shù)值假擴散;

• 執(zhí)行Multi‐grid計算核心;Segregated Conjugate Residual算法等.

瞬態(tài)計算

• 可以設置不均等的時間步長,避免在不必要的計算周期過渡加密時間步長

后處理

• 云圖、等值面圖、矢量圖、跡線圖、動畫、溫度梯度;

• 享有專利的傳熱瓶頸(Bottleneck )和熱流捷徑(Shortcuts);

• MSOffice后處理報表.

自動優(yōu)化功能

• 支持DOE、SO、RSO優(yōu)化設計方法;

• 全球電子熱分析軟件,唯一真正具有自動優(yōu)化設計能力的軟件;

• 不但可以優(yōu)化設計散熱器等關鍵器件,還能夠進行如PCB板的器件布局優(yōu)化、通風口位置及形狀優(yōu)化風扇選型及安裝位置優(yōu)化等各種設計方案的優(yōu)化.

仿真測試一體化接口

• 可與熱瞬態(tài)測試硬件T3Ster形成仿真測試一體化解決方案,存在雙向接口,直接利用測試數(shù)據(jù)校準仿真模型.

多物理場耦合

• 與Mentor Graphics HyperLynx®PI,可以計算電源完整性和詳細PCB的焦耳熱;

• 通過MpCCI FSI Mapper結(jié)合,可板的器件布局優(yōu)化、通風口位置及形狀優(yōu)化風扇選型及安裝位置優(yōu)化等各種設計方案的優(yōu)化.

用戶界面

• 工程化的用戶界面,視覺上比較接近實物的畫面

• 面向?qū)ο蟮慕＜夹g,專業(yè)針對電子熱分析的參數(shù)化模型,工程化的參數(shù)定義

優(yōu)缺點總結(jié);

• 電子器件庫豐富;

• 求解快速可靠;

• 笛卡爾網(wǎng)格適合電子系統(tǒng)散熱分析;

• 可以自動優(yōu)化設計;

• 支持EDA與MCAD接口;

• 后處理豐富.

2.ICEPAK

ICEPAK軟件由計算流體力學軟件提供商Fluent公司,專門為電子產(chǎn)品工程師定制開發(fā)的專業(yè)的電子熱分析軟件。是專業(yè)的、面向工程師的電子產(chǎn)品熱分析軟件。借助Icepak的分析,用戶可以減少設計成本、提高產(chǎn)品的一次成功率,改善電子產(chǎn)品的性能、提高產(chǎn)品可靠性、縮短產(chǎn)品的上市時間。

特點分析:

網(wǎng)格技術

• 需結(jié)合外部的網(wǎng)格生成器;

• 對網(wǎng)格的劃分有嚴格的要求;

• 需要對網(wǎng)格進行反復與細致的進行調(diào)試才能生成較高質(zhì)量的網(wǎng)格.

模型庫

• 風扇、PCB、機箱等少量器件庫.

CAD接口

• 允許直接使用CAD模型.

EDA接口

• 支持IDF 格式讀入.

求解器

• 使用Fluent有限體積法的通用CFD求解器;

• 求解功能受限,不具有太陽輻射計算功能.

瞬態(tài)計算

• 時間步長是固定的,用戶不能改變其值.

后處理

• 云圖、等值面圖、矢量圖、跡線圖、動畫.

自動優(yōu)化功能

• 采用梯度算法進行優(yōu)化.

仿真測試一體化接口

• 不具備與測試硬件的聯(lián)合功能.

多物理場耦合

• 通過ANSYS WORKBENCH實現(xiàn)ANSY產(chǎn)品相關的多物理場耦合.

用戶界面

• 界面單薄.

優(yōu)缺點總結(jié)

• 后處理豐富;

• 電子器件庫單一;

• 通用求解器功能有限;

• 網(wǎng)格質(zhì)量難控制;

• 不可自動優(yōu)化設計;

• 不可直接讀入PCB模型.

3.6SigmaET

6SigmaET是英國Future Facilities公司專門為數(shù)據(jù)中心和電子設備設計的電子系統(tǒng)散熱分析工具。

特點分析:

網(wǎng)格技術

• 笛卡爾結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格;

• 非連續(xù)嵌入網(wǎng)格技術和Cut Cell網(wǎng)格切割技術;

• 不支持多層網(wǎng)格嵌套與局部加密;

• 同等條件下網(wǎng)格數(shù)量多,占用的內(nèi)存和CPU資源少;

模型庫

• 智能型模型對象:包括PCB、Chip Sockets、Resistors、Capacitors、Card、Drivebays及溫度控制的風扇(軸流式及離心式).

CAD接口

• 允許輸入STL格式3D圖檔

EDA接口

• 支持IDF 格式讀入.

求解器

• 執(zhí)行Multi‐grid計算核心.

瞬態(tài)計算

• 時間步長是固定的,用戶不能改變其值.

后處理

• 云圖、等值面圖、矢量圖、跡線圖、動畫、溫度梯度.

自動優(yōu)化功能

• 無優(yōu)化功能模塊.

仿真測試一體化接口

• 不具備與測試硬件的聯(lián)合功能.

多物理場耦合

• 不具備該多場耦合功能.

用戶界面

• 友好的GUI使用界面;

• 單一窗口中就可完成所有模型的構(gòu)建及參數(shù)設定,模型樹清楚呈現(xiàn)對象之間的關系.

優(yōu)缺點總結(jié)

• 后處理豐富;

• 求解器功能單一;

• 網(wǎng)格數(shù)量難以控制;

• 不可自動優(yōu)化設計;

• PCB模型導入處理工作量大.

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