電子散熱仿真同類產(chǎn)品對比分析
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2017-05-18 10:51:22
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在電子技術(shù)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MentorGraphics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更改。FloTHERM采用先進的CFD（計算流體力學）技術(shù)，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(shù)
笛卡爾結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；
非連續(xù)嵌入網(wǎng)格技術(shù)和CutCell網(wǎng)格切割技術(shù)；
支持多層網(wǎng)格嵌套與局部加密；
半自動網(wǎng)格劃分技術(shù)與Smart-Parts對象關(guān)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(shù)；
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；SegregatedConjugateResidual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(guān)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MentorGraphicsHyperLynx?PI，可以計算電源完整性和詳細PCB的焦耳熱；
通過MpCCIFSIMapper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(shù)，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(shù)
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ANSYSWORKBENCH實現(xiàn)ANSY產(chǎn)品相關(guān)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英國FutureFacilities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(shù)
笛卡爾結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；
非連續(xù)嵌入網(wǎng)格技術(shù)和CutCell網(wǎng)格切割技術(shù)；
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、ChipSockets、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。
DA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(guān)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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