6SigmaET练习教程 R13_软件基本操作

1 案例一 软件基本操作 一. 操作界面 自 9.0 版本之后，6SigmaET 的界面发生了比较大的变化，采用的是类似于 Office 系列软件的风格。本教程中的截图及解释说明基于 13 版本，其他版本与 本版本略有差别。 软件打开之后，界面可分为如下几个区域： 1. 菜单栏与 Word 非常类似，分成几大类菜单，分别为： File文件菜单 内有保存、另存为、打开、最近文件、建模模板、选项等命令。 Home主页菜单 放置了使用频率较高的一些命令。 Import导入菜单 导入 PCB 文件、三维 CAD 结构文件、属性、ECXML 文件等命令。 Solve求解菜单 2 生成网格、显示网格、检查模型、求解、队列求解、太阳辐射计算器 等命令。 Result后处理菜单 对比模型、生成报告、显示图层温度、添加流线、添加截面等命令。 Animation动画菜单 演示或录制各种动画，设定动画的帧数等命令。 Export导出菜单 与 Import 菜单相反的过程，可以导出 STL 文件、导出 PCB 文件、导出 图片、导出计算数据、导出 ECXML 文件等命令。 View视图菜单 在软件界面上显示哪些标签、工具条、设置显示选项等。 2. Model Tree结构树 与 ProE、Solidworks 等三维结构软件中的结构树比较类似，模型中所有物 体都将出现在这个区域，另外还有用到的材料、环境设定、求解器设定、导入的 外部文件等。6SigmaET 采用逐级建模的方式，在结构树中的图标越靠右则等级 越低。对等级高的物体进行移动、旋转、复制、阵列等操作时，从属于它的物体 都将进行相同的操作。比如，对下图中的 PCB 进行操作时，从属于它的 Chip Socket、Chip、TIM、Heatsink 等都会执行相同操作。 3 当通过 CAD 接口导入了结构文件时， 结构文件中的各部分将出现在结构树 中最下面的 Imported Geometry（导入的几何文件）标签下面。源文件与实体是 对应关系，软件在导入结构源文件时会自动转换为实体，实体参与计算。没有与 之对应实体的源文件会显示为浅蓝色。黑色字体的源文件表明它有对应的实体， 不能删除。 4 在实体的属性表里可以看到它与哪个源文件相对应。 当两个物体发生重叠时，软件会在错误提示区弹出物体冲突的信息，在结 构树中靠下的物体的优先级较高。如下图所示，U1 和 U2 两个物体的重叠部分 将被认为是属于 U2 的。如果需要调整在结构树中的位置，可以选中 U2 按键盘 上的 Ctrl+可以将其往上调整，或者将 U1 按 Ctrl+往下调整。 3. 视图区 5 提供二维或三维的视图，6SigmaET 可以显示某个物体的独立视图，同一模 型为方便观察，用户可以建立很多个视图标签，类似于网页浏览时打开的多个页 面一样。 4. Property Sheet属性表 用于显示或者输入选中的某个物体的属性，一般包括：标识（命名、批量 命名或更改图层）、尺寸、坐标、结构（定义材料）、渲染方式（实体、线框、 透明、 表面温度、 隐藏等） 。 如果多个物体同时被选中， 则显示它们共有的属性， 而在输入某个属性的数值时，这几个物体的该属性会同时更改，比如，选中多个 芯片，功耗数值定义为 10W，则每个芯片的功耗都是 10W，而不是均分 10W 的 发热量。 5. Errors错误提示区 用户建模时出现的错误都将实时地显示在这个区域， 包括几个等级： Critical、 Error、Warning，第一种错误将无法计算、第二种则可能会影响计算结果、第三 种等级最轻，一般不影响结果。当该区域出现错误信息，用户点击错误信息，在 结构树和视图区都会自动高亮显示出错的对应器件，减少手动查找浪费的时间。 6 6. Version Tree版本树 用于建立多个方案，可以在原始方案的基础上建立一个新的方案，并对物 体的属性或者计算条件做出改动。建立的各个方案保存在同一个模型中，无须分 别保存为多个文件。双击可以切换方案，蓝色显示的为正在激活的方案。 7. Object Panel对象面板 用于建模或者快速选择某一类物体，还有库文件夹，用户可以从库中调取 材料、风扇等常用项目，也可以建立自己的库文件夹。 7 二. 6SigmaET 模型文件的数据结构 打开某个模型所在的文件夹可以看到，一个带 6SigmaET 图标的文件和一 个同名文件夹。 1. 带图标的文件即建立的模型， 里面含有建立模型的几何及设定的所有参 数。 2. 同名文件夹为运行模型时软件自动创建的， 计算完毕后结果会存放在此 文件夹当中。 8 当只把模型文件发送给别人或另外一台电脑上时，是不含计算结果的。同 时复制模型和文件夹， 打开时才能看到结果。 如果是比较复杂的或瞬态工况模型， 带结果的文件夹体积可能会非常大。 三. 鼠标基本操作 6SigmaET 的基本的鼠标操作如下： 点住鼠标右键并拖动可以旋转视图 点住鼠标中键并拖动可以平移视图 滚轮上下滑动为缩放视图 在视图区用鼠标左键画框为框选功能，完全位于框内的物体将被选中。 如果使用不习惯的话，可能点击 File Option，或者在视图区右键菜单选 择 Option，进行自定义更改。 在弹出的对话框里，选择 Controls Edit，定义自己习惯的键。 9 四. 键盘基本操作 英文状态，在视图区按 F、L、R、B、A、U，可以分别切换到正视图、左 视图、右视图、后视图、俯视图、仰视图等二维视角，这和点击视图中的立方块 上的字母作用是一样的，对应这些视角的英文的第一个字母。按 3 或点住鼠标右 键拖动可以回到三维视图。 二维视图在进行移动、拉伸、旋转等操作时特别有用，因为在 3D 视图下这 些操作不好精确操作。 10 点击 I 键可以切换到等轴距三维视图。 下面是普通 3D 视图和等轴距视图的 区别。 五. 软件运行一般设定 Option 里可以对软件运行的参数进行设定，一般建议如下设定。 1. 界面语言 软件可以设置为简体中文界面，在 Preference 里面可以自行选择。 11 2. 尺寸单位 同样是在 Preference 里面，选择单位制，建议选择 mm 制。 12 3. 新建物体提示开关和小数位数 新建物体开关打开时，每次新建物体将会弹出一个对话框来输入属性，在 属性里进行操作是一样的，因此，建议关闭此提示。小数位数默认为 3 位，可以 设置的稍长一些。 4. 图形设定 Animated View Transition 勾选时会显示两个二维视角切换的动画，建议关 闭。 Anti-Aliasing 为抗锯齿功能， 打开后图像显示更精细， 独立显卡的电脑建议 打开。 Caching Surface Temperature 会当前物体的结果调到内存里， 加快显示速度， 但会大大增加内存使用量，64GB 以下内存建议关闭。 13 5. 移动物体时最小距离 当我们移动物体时，如果感觉到移动的最小距离也超过我们想要的距离， 可以调一下 Snap Grid Size 参数，改为 1mm 或 0.1mm 可以使移动更为平滑。 14 6. Data多核前处理功能 6SigmaET 可以利用多核来加速生成网格、初始化模型阶段，根据自己电脑 的配置来合理设置此数值可以加快正式计算开始前的预处理阶段的速度。 打开任 务管理器，看一下电脑的核数，输入相应的数值或者小一些的数值。如下图，为 4 核 CPU。 15 六. 全局网格设定 在结构树中选中 Solution Control，其属性表里会出现很多选项，在后面的 案例中会有某个选项的应用。在这里先介绍一下 Grid 也就是全局网格的一般设 定，此区域我们划分为下面 10 个部分。 1. Grid Type 16 即网格种类，有 Structured（结构的）和 Unstructured（非结构的）两种， 默认的为 Unstructured。建议不要使用 Structured 网格，这是在非常低的版本中 使用的网格，生成网格数量大，在 13 以后的版本中将会被淘汰。求解器已专门 针对 Unstructured 优化，效率更高，建议使用。 2. Limit Refinement Ratio 此选项默认是勾选的， 建议不要取消。 含义为粗细网格过渡比， 默认值为 2， 即一个较粗的网格某个面相邻的细网格不超过 22个，也就是 4 个。如果不勾选 此选项或使用较大的值可能会带来收敛问题。 3. Grid Plane Display 网格切面位置。由于软件使用的是非结构网格，求解域中每个地方的网格 都不一样，所以要查看某个位置的网格必须将切面调整到该位置。三个数值分别 是垂直于 XYZ 三个坐标轴的网格切面的位置，可以在此输入或者直接在视图区 用鼠标拖拽切面。 4. Grid Rules Definition File 17 不同尺度模型的网格规则。芯片内部详细热分析可使用 Package Grid.csv， 芯片、散热器、PCB 至机箱等级使用默认的 GridRules.csv，方舱等几米以上的尺 度可使用 Big Models.csv。不同的网格规则背景网格大小不一样，使不同尺度的 模型网格数量总能在合理的水平。大多数模型使用默认值即可。 5. Limit Maximum Cell Size 是否限定求解域中网格最大值，默认是不勾选的。当选择此选项时，可以 限制求解域中 XYZ 三个轴向的网格不要超过某个值。当模型中没有出现特别大 的网格时，一般不用开启此选项。 6. Cell Count Target 目标网格数，要根据自己电脑的配置来设置，默认值为 1000 万，软件会以 此数值为目标来尝试着生成约等于此值的网格数。1G 内存大约能计算 100 万网 格，因此，8G、16G、32G 的电脑可以分别设定为 800 万、1600 万、3200 万。 内存更大的电脑可以设置的更大，不可将此数值设置的太小，否则会丢失较多的 网格，损害计算精度。 7. Minimum Gap Size 最小间隙值，当间隙小于多少时生成网格将忽略此间隙。实际上触发条件 比较苛刻，更改此值没多大意义，可以忽略此选项的作用。注意这并不是网格捕 捉的最小精度，下图中导入体的属性表里 Minimum Cell Size 才是其网格精度。 18 8. Conduction Gridding、Advanced Grid Controls、Use Inflation 这三个选项默认是勾选的，建议不要更改。第一个能保证导入体网格精度 值起作用，第二个允许用户手动加密某个物体的网格，第三个可以针对智能化物 件如 PCB、芯片、散热器等优化网格。 9. Apply Smoothing 光顺网格功能，默认为关闭状态，当模型中出现质量比较差的网格时可以 限定 Aspect Ratio 和 Expansion Ratio 两个值。如果开启，建议不要使用 10 以下 的数值，那样会造成网格数量急剧增加。 10. Grid Summary 网格质量统计区。可以显示生成的最大、最小网格及相应的坐标，当 Maximum Aspect Ratio 和 Maximum Expansion Ratio 两个值较大，比如在 100 以 上时，表明出现了质量较差的网格，可以使用 Smoothing 功能限定一下。 七. 求解域 求解域即一个假想的位于要计算的物体的周围的一个立方体区域，它有 6 个面，空气可以自由进出。一般建议先用模板功能建立求解域，在求解域内部再 建立机箱或再下一级的物体，而不是直接把机箱作为求解域。 19 求解域的大小要把所有物体包含在内，当有物体在求解域的外部时，要将 其移动到求解域内部。自然对流时，可以将求解域的竖直方向适当的加大一些。 20 当直接点击新建按钮时，软件会创建一个机壳并把它当作求解域，机壳的 六个面都是实体壁面，空气无法穿透。所以不建议直接点击新建按钮，而是用前 面的模板的方式建模。把机壳的六个面 Uninstall（卸载），空气才可以流过，效 果和用模板建模一样，只不过需要手动再调整流态和辐射选项。 八. 物体基本操作命令 1. 显示和隐藏功能 显示和隐藏仅用于切换物体是否在视图区显示，即使隐藏也会参与计算。 21 2. 删除、卸载和安装功能 选中某个物体后按 Delete 键会将物体删除，不再参与计算。如果执行 Uninstall（卸载）命令的话，在结构树中物体名字将变为浅蓝色，图标也将打上 叉号，表示其不参与计算。如果以后需要再次用到此物体，将其 Install（安装） 即可，而删除的物体将无法再找回。 3. 复制、粘贴和原地复制功能 22 选中某个物体在右键菜单中选择复制或者按 Ctrl+C 键，可以将物体复制， 然后在允许的物体上粘贴。如下图所示，针对 Chip Socket 执行复制功能。 在 PCB 上粘贴可以生成一个复制品。 需要注意粘贴的范围，比如 Chip Socket 是不能直接建立在求解域下面的， 因而也就不能在其上面粘贴。 23 原地复制功能则相当于先执行复制命令，再执行粘贴命令，生成的复制品 与原物体所有的属性完全一样，快捷键为 Ctrl+D 键。原地复制后，再将复制品 移动到别的位置即可。 4. 移动操作 选中某个物体，切换到二维视角，在其边缘会出现蓝色的点，鼠标点住蓝 色的点拖动就可以将物体进行移动。鼠标移动到蓝点附近时，光标会变为蓝色的 “十”字形状，即可以移动。建议移动操作在二维视角下进行，会比较容易 操作。 24 点住并拖动边缘的蓝点只能在某个坐标轴向移动，点住并拖动中心的蓝点 则可以随意移动。所以，有时候为了精确操作，先拖动一个轴向的蓝点，确保物 体不沿其他方向移动，然后再拖动其他方向的蓝点。 如果想移动精确的距离，可以在蓝点上右键，会出现 Move by 的字样，点 击，在弹出的对话框里输入要移动的距离即可。 25 5. 拉伸操作 此操作仅适用于自带