行业快讯

Simcenter Flotherm 与HEEDS 联合优化操作

2022/10/20 11:10:40

  Simcenter Flotherm 是一套针对电子散热领域所开发的分析软体,完全符合电子产业周期性短的特性,可在短时间内得到工程师想知道的结果,在现今Cost down的需求下,特别强调设计变更需求的Simcenter Flotherm,更是发展出最佳化模组来因应时代的潮流,提高工程师的工作效率。透过强大的后处理可视化功能做为实验结果与物理现象的解读,让热流模拟不只是只有参考作用,而是相辅相成地帮助我们厘清固有错误的散热设计迷思与错误经验。

  

  Simcenter Flotherm可以在产品的概念开发过程中,改变原本冗长的开发周期,减少不必要的打样测试,大大节省开发成本。正由于Flotherm非常普遍应用于产品概念设计阶段, 在此阶段, 很多设计方案都还没定案, 仿真需要的是如何在可变动的范围内找出最适合的方案, 仿真优化的重要性便显而易见了。

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  HEEDS 是一套多学科设计优化软体,不论是结构问题、 流体力学问题、热力学问题, 或者声学问题、NVH问题、动力学问题以及同时存在以 上几项问题,HEEDS 都可以帮助用户寻找最佳解决方案。HEEDS 可与诸多 CAE 工具连接,使设计优化过程自动化。它还能调用多种软体工具进行前处理,后处理,分析计算和多学科优化, Simcenter HEEDS 是目前市面上众多优化软体中,唯一已经可以和电子散热第一品牌 FloTHERM 直接连结的软体,无须使用者撰写程式进行手动方式的控制。

  

  本篇将说明如何利用HEEDS来控制并驱动Fotherm 进行产设计多目标优化

  

  建构Flotherm 热分析模型

  

  首先建立一如下的简单热分析模型, 此模型包含PCB版, 芯片, 散热片, 以及一散热风扇。目的是希望在可变动的范围内调整散热片的高度, 间距及片数 来达到CPU中心温度最低且散热片重量最轻的多目标优化分析。

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  定义输入及输出变量

  

  要进行优化分析, 必须要先定义好软件内哪些设计变量是可变动的, 以及我们要控制及优化的目标是什么。在Flotherm 中, 我们可以启动Command Center 来定义优化参数, Command Center 本身也是Flotherm 自带的优化工具, 在此不做介绍。

  

  在Flotherm左方的工具条, 单击Command Center 符号启动。

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  单击Heat Sink物件并勾选需要变动的参数作为输入变量。

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  单击CPU monitor及Heat Sink物件并勾选需要变动的参数作为输出变量。

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  至此即定义好优化所需的参数。

  

  导出Flotherm Project 至Pack 文件

  

  右击Project nameExport ProjectPack File, 如下图所示。

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  定义HEEDS仿真流程自动化

  

  新建一Process, 内容设定为Flotherm Portal。

  

  【Add input fie】选择刚刚所建立的Pack文件, 由于已经套用现有的Flotherm Portal, 直接选择Auto Tag即可, HEEDS会自动辨识出相关的输入参数, 我们要控制的变量为鳍片数量, 高度, 以及厚度。

  

  定义各输入变量之可变化范围。

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  接下来依同样方式设定输出变量,勾选散热片质量以及CPU温度作为输出。

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  接下来再Study 阶段, 定义目标为CPU温度最低, 以及Heatsink质料最轻

  

  默认优化方式为SHERPA。

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  最后进入RUN阶段, 单击RUN, 进行优化求解。

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  求解过程中可以看到目标值随迭代次数的变化。

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