FLOTHERM10.1软件使用高级详细培训教程

FLOTHERM使用高级培训,Agenda,2006.10.25FLOTHERM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)CompactModel的建立(30min)其它使用技巧(40min)Flotherm10.1全套视频教程加Q:76615399,高级培训:FLOTHERM文件管理,20min,FLOTHERM项目的文件结构,FLOTHERM项目的文件结构,首先FLOTHERM软件借助四个目录管理文件管理每个项目文件,千万别去尝试去修改项目文件中名中的数字串,FLOTHERM项目的导入导出,可以导入导出的项目(Project)文件,PDML文件:只包括模型文件,不包括计算结果PhysicalDesignModelLanguage,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,AssemblyPDML只包括模型的某部件模型,ProjectPDML包括整个项目模型及其网格、求解设定,可以导入导出的部件(Assembly)文件,项目文件的Load,项目文件的转移,1:将项目文件夹拷至目标文件夹下,项目文件的恢复,:在目录：项目文件PDProject下，将文件group拷出,如果意外导致项目文件不可用！,2:将group文件添加后缀后.pdml,3:重新读入该pdml文件即可，便可恢复该文件，但计算结果无法恢复Flotherm10.1全套视频教程加Q:76615399,IDF导入,可导入的文件包括IDF2.0及IDF3.0,IDF导入,在导入过程当中，可以进行替换和筛选,可以跟据器件尺寸进行筛选,如果采用ImportIDFlinkLibrary进行IDF文件的导入，可以采用库中芯片模型进行自动替换,数据库的管理,数据库文件放置于FlocentralLibraries目录下,数据库的管理Flotherm10.1全套视频教程加Q:76615399,数据库文件属性的编辑,ReadOnly：只读属性,Directory：数据库存放路径,LibraryName：数据库名,数据库的管理,数据库的导入导出可借助于数据库文件.library来进行,高级培训:网格划分技巧,俞丹海Flomerics中国代表处,40min,求解域设定,在某些特殊场合必须要放大求解区域自然对流换热系统封闭系统外部边界条件对内部影响较大的情况在强迫对流散热系统中,通常不需要放大求解域,求解域扩大原则,y,2y,除重力反方向外,其余按照装置尺寸在各个方向扩大一倍重力反方向放大两倍尺寸,网格约束,网格约束用于在几何实体上设定网格,网格约束,MinimumNumber和MaximumSize分别设置最小单元数,或者最大网格单元尺寸.建议采用MaximumSize.,MinimumSize是设置最小网格尺寸,可以控制网格精度,使用Region定义网格约束,网格约束可以用于Region,这样可以应用于无几何实体的空间场所,检查网格,定义几何尺寸,定义Region,帖附网格约束,使用Region定义网格约束,例如,在两平板间增加网格,网格约束(膨胀),可以通过定义最小单元数或最大单元尺寸来控制网格,膨胀可以使网格约束延伸到物体边界以外的区域.,膨胀区域可以按照尺寸大小或物体比例来定义,不同的膨胀可以单独设置在正,反两个方向.,网格约束(膨胀),我们来看一下前面的例子,Low方向约束定义为10%尺寸内最小划分两个网格单元设置,High方向约束定义为100mm内最大网格尺寸10mm设置,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,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,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,网格长宽比问题:最小单元尺寸(系统网格)建立合理精度的模型(例如,根据实际问题的大小确定尺寸单位精度)避免产生小尺寸网格导致较大差异的网格过渡,网格划分,扩大求解域的影响,当我们扩大求解域时,必然增加整个系统网格数.这主要是因为物体几何网格线延伸到整个求解域边界,同时会增加求解计算时间.,处理方法,粗略外部网格,精细局域网格,精细膨胀网格,解决办法是将整个装置采用局域化处理.产生两类网格,局域化网格,网格局域化可以应用于:物体组件Regions使用网格约束定义.,局域化网格,方法1单个物体进行设置.,选择物体,设置网格约束(注意:可在各个方向可独立设置不同网格约束.),按图标,进行局域化操作.,列表中的图标显示局域化提示,检查DrawingBoard,选中物体,增加网格约束,局域化,局域化网格,如何对组设置局域化网格?,局域化网格,方法二.采用Region将多个物体”包”起来.,局域化网格,包含三个物体的组,添加网格约束,绘制region,局域化,局域化网格,我们来分析一个采用局域化网格的散热器模型,存在两个问题,局域化网格,物体几何边界与局域化边界重合时,网格线会延伸到外部区域边界.,空气出/入口部分,需要更详细网格描述,解决的办法是将网格约束做膨胀设置.,局域化网格,局域化网格,局域化网格区域之间可以相互嵌套,壳体采用局域化网格,散热器采用局域化网格,FLOTHERM要求在局域化区域与求解域之间最少两个网格单元进行描述.,局域化网格不能相互部分重叠,但可以紧邻.包括膨胀区域,局域化网格,如果有部分重叠的局域化网格,可以采用多个相邻局域化空间来组合完成,避免产生网格冲突.,局域化网格,局域化网格,采用调整系统网格来控制局域化区域以外的网格质量.划分原则避免在矢量变化快的位置使用过渡性局域化网格(边界层)适当的过度区域比例要根据实际问题而设定在一些具有适量剃度变化快的区域,采用较小尺寸网格没有通用的比例范围适合所有的领域长宽比一般尽可能接近1为佳.200可以接受相邻网格之间的变化尽量缩小如果相邻网格之间尺寸比例大于10:1,会大大增加求解时间.,网格质量检查,在系统网格()数据栏中检查局域化网格长宽比,选择一个局域化区域.它会在DB中被击活.,网格质量检查,在DrawingBoard中检查局域化网格在当前模式中选中Workplane选择Workplane(灰色轮廓),使用鼠标或键盘通过来移动平面,网格质量检查,在FLOMOTION中检查网格重新初始化(如果没有计算结果)打开Flomotion,并创建可视平面通过操作杆移动平面,网格划分思路,建立几何模型后，软件自带四种网格划分类型“None,Coarse,Medium,Fine”,建议选择”None”型.在GridSummary中,检查细小网格(三个不同方向)所在位置,通过调整物体尺寸消除较小单元,提高最小网格单元数量级.针对不同区域,采用局域化网格.在网格单元控制参数中,建议采用控制最大单元尺寸选项.调整系统网格,通过控制Maxsize和Smooth来使系统网格长宽比控制在最佳范围内.,Flotherm后处理,俞丹海Flomerics中国代表处,40min,Flomotion操作界面,材料编辑器,材料调色板,渲染编辑器,图例编辑器,示图编辑器,网格显示,矢量显示,云图显示,手动杆,Flomotion,显示实体线框选择,半线框图,全线框图,可以通过热键”W”,”S”切换实体和线框图,Flomotion,视图变量选择,视图方向选择,创建新平面,删除平面,Flomotion,数值显示框,标注控制框,Flomotion,动态粒子数,显示控制开关,粒子类型,流线类型,手动控制选项,Flomotion,设置动态粒子流方法,方法二:1.激活粒子流图标,并创建”source”源(默认位置),并设置显示参数.2.通过手动调整粒子源位置,确定显示方式.,方法一:1.在模型选中放置粒子源的物体面(例如风扇,通风口处等)2.激活粒子流图标,并创建”source”源,并设置显示参数.,Flomotion,动态播放控制,动态输出,Flomotion,云图可以动态播放:,点播放”On”按钮,可以通过动态设置对话框来控制播放效果.,Flomotion,Flomotion,三种类型流线:,粒子不同形状,带状伴随不同类型插入形,线状,以AVI格式输出,Flomotion,保存预定位置图片:,打开照相编辑器.,将图片设置到指定位置,3.点击保存,Flomotion,重现已保存位置图片,打开照相编辑器.,在列表中点击所需位置图.,Flomotion,拍照位置可以保存,注意这个过程将保存所以平面,粒子流和表面渲染等设置,Flomotion,也可以保存多个位置图片,并且将该组以AVI格式输出播放,Flomotion,TableWindow,表格类型,数据表切换键,数据表格选项,对流换热系数计算器,TableWindow,结果数据选项,变量选择,网格类型,区域选择,类型选择,位置和尺寸设置,瞬态参数,ConvergenceandTroubleshooting,俞丹海Flomerics中国代表处,30min,收敛的定义终止标准导致收敛问题的原因残差曲线诊断改善收敛SolutionControl设置Pro-Active技术,Convergence,Flotherm求解一组偶合非线性偏微分方程(来源于Navier-Stokes方程)Flotherm采用迭代来求解方程(SIMPLE算法,PatankarandSpalding)求解收敛的准则:任何变量的残差达到软件默认设置(终止标准)任何监控点不发生波动在Profile窗口中检查收敛问题,Convergence,在下列情况下,被认为已收敛,每个变量残差值达到1,监控点走平,AND,收敛的定义,可以在PM中Control/Variable菜单中查看指定不同变量的残差终止标准FLOTHERM软件默认的终止标准值在大多数产品分析中,安全余量相对可靠,不需要更改.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.,终止标准,质量平衡(压力场残差)终止标准=0.005M(kg/s)强迫对流:M=TotalInletorOutletFlowRate自然对流:M=.EFCV.A:AirdensityEFCV:EstimatedFreeConvectionVelocityA:Areaperpendiculartothevertical动量平衡(速度场残差)终止标准=0.005MV(N)强迫对流:V=FanorFixedFlowmaximumvelocity自然对流:V=EFCV,终止标准,能量平衡(温度场残差)终止标准=0.005Q(W)如果在系统中有热源或热沉:Q=TotalHeatSourcesorSinks如果系统中无热源或热沉:Q=MCpTtypTtyp=20C这些参数设置满足大多数系统的要求,并且是相当保守的收敛标准,对于某些特殊的系统,不需要采用这么严格的收敛的标准.,终止标准,例如:多流体系统(液冷)如果系统中主导的是液体,会收敛问题发生,默认系统是以空气作为流体特性参数而设置.有风扇和导流板FLOTHERM计算特征速度是以风扇出口的最大流速度为参考.由于其中某一个风扇尺寸和导流板的原因,速度可能是原先值的上百倍,这样会导致动量收敛问题.,与终止标准相关的收敛问题,其它收敛问题,产生收敛问题的因素建模型过程中产生的错误网格设置精度不够大方案中的不稳定性或不良设计控制参数不适宜过多网格或者过少网格都是不合适的做法,收敛问题的主要原因:Errorsmadeduringsetup-e.g.fanblowinginthewrongdirection.Naturalinstability-e.g.anaturalconvectionplumedevelopinginfreeair.Gridissues-e.g.gridnotfineenoughtocaptureflowdetailTerminationcriteriatoostrictSeeadvancedtroubleshootingtechniqueslaterinthislectureControlparameters-e.g.thefalsetimestepistoohighSeeadvancedtroubleshootingtechniqueslaterinthislecture,残差曲线,收敛,发散,高位震荡,低位震荡,高位稳定,低位稳定,10,10,Assemblyname,导入后会保留原FLO/MCAD的组织形式,Bodyname-FLOTHERMPRIMITIVE,CommandCenter优化,俞丹海Flomerics中国代表处,40min,启动Flotherm10.1全套视频教程加Q:76615399,导入基础模型点击CommandCenter图标.,输入自变量,图形输入,输出应变量,方案列表,求解监控,CommandCenter步骤,输入自变量,双击你所要更改的变量参数UseasInputVariableinScenario选项被激活用以下方式定义参量变化范围AdHocLinearDesignParameterLinearFunctionScenario/Reset可以清除所有参量变化的设置,AdHoc允许基于原始模型手动设置变量使用”Append”按钮增加不同的变量.,输入自变量,线性变化允许输入一个带有特定增量的变量输入变量的步长和步数,输入自变量,输入自变量,设计参数设定输入变量的变化范围(最大,最小值)实验设计和自动连续优化所必须参数设定,输入自变量,线性函数允许在设计参数中建立线性关系(y=ax+b).可以用于实验设计和自动循序优化,图形输入,左侧列表中展示所有不同参数设置的状况初始时仅仅可以看到原始模型原始模型的数字代码是0.当产生新的参数设置状况时,可以通过点击列表中的代号激活所显示的DrawingBoard是简化版本所有快捷键和大多数DB功能都可以使用不能创建新的几何实体.,图形输入,检查任何一个参数设置状态.切记,使用g键检查所以变化状态的网格.,输入应变量,在所列方案中,设置定义你所需要优化的目标.这样做是为了节省存储空间,尽管所有参数设置方案结果都可以存储.,方案列表,蓝色条框是输入变量概述每个方案(柱状表)的输入变量都被罗列出并且可以修改白色部分是求解设置和当前状态描述桃红色部分是输出变量概述.其中的变量值随求解过程及时更新.,方案列表,在白色部分右击可以对参数设置进行修改Storeresults:(存储结果)None(不保存)Full(全部保存)HistoryOnly(保存残差和监控点数据)InitializeFrom(初始化基点):AllfromBaseProject(从基础模型)AllfromNoProject(方案默认设置)AllfromPreviousProject(从指定方案),方案列表,对于一个典型仿真,我们一般都是采用最节省存储空间的方式,并且采用基础模型作为起始,点击GO就可以!,方案列表,点击”Go”,软件依次对每个方案进行求解Solved(求解完成)Solving(正在求解)Queuing(排队中),求解监控,可以显示每个方案的监控图形(收敛曲线,监控点).在求解过程中,可以进行访问.收敛也是很重要的因素!,结果保存Flotherm10.1全套视频教程加Q:76615399,如果所有参数设置都必须保留,那么可以将整个方案独立保存起来.可以在PM中导入存储的文件必须在Flomotion中观察后处理结果.在柱状列表中右键点击方案,并选择保存即可.,结果图表,可以创建图表来显示输出变量值方案求解过程完成,及时更新数据可以通过图表对话框的参数变化,来学习和分析不同方案之间的差别,从而理会其中的规律.,实验设计法,一种在具有多个变量参数中确定最佳方案的途径.其解可以作为循序优化的基础参数.,TheDesignofExperiments(DOE)andOptimizationsoftwareincludedintheCommandCenterarebeingusedunderlicensefromtheCenterforQuantitativeMethodsCQMBV(http:/www.cqm.nl/eng/index.htm),实验设计法,定义任何受约束变量的变化范围.,DOE根据自定义数的大小寻找最佳覆盖率.,有无穷多个组合可能存在,连续优化,从DOE中选择最佳方案,从最佳方案为基点,进行连续小步长自动优化,寻找到最优方案,连续优化,设置需求:,在输入变量中建立parameters变量,设置目标函数,启动优化,连续优化,可选择设置:,冲突校验,优化前对DOE设置,优化类型和步数,连续优化,输入变量vs.方案序号,优化过程中显示两个图表,目标函数vs.方案序号,连续优化,举例,DOE中设置10个试验点,DOE,DOE,寻找最佳点,从最佳出发连续优化,SO,SO,寻找最优点,连续优化,在方案列表中最优方案会被附以其它颜色突出,该方案可以被选中,另存为一个项目,并可以打开,优化方案,优化参量：,优化过程中,可变化的参数,尺寸、形状、位置、风量、材料、工况等计算参数；,网格、求解器、收敛准则等控制参数,有可变参数A，变化范围为A1、A2An等离散值；,有可变参数B，变化范围为BminBmax范围的连续值；,有可变参数C，变化范围与A、B相关，设为C=aA+bB+C0；,输入约束：,可变化参数A、B与C必须满足一定约束：,axA+byB+CzC+D0Mode-DisplayResult-DisplayTransientData,瞬态分析的后处