产品方案 > CAE-软件 > SINDA/FLUINT

     

    目录
    软件的主要特点
    深入的流体流动模拟
    高级设计模块
    应用
    SINDA模型转换器


    SINDA/FLUINT是由美国Cullimore & Ring Technologies, Inc.公司开发的应用于复杂系统热设计分析和流体流动分析的综合性有限差分、集总参数(电路网络模拟)软件。在全世界有超过25个国家、500多个单位使用此软件。应用领域包括航空航天、电子、石油化工、生物医药、汽车等行业。

    多年以来,SINDA/FLUINT已经在航空航天业界提供给用户最可靠的传热与流体流动的设计和分析服务,是美国NASA的热设计标准工具。SINDA/FLUINT软件是一个综合性的、通用的设计与分析工具,能够模拟电子、汽车、石油化工、涡轮机械和航空航天等领域内存在的复杂的热/流体系统的传热过程。几十年来,软件的能力和可靠性一次次被证明。

    SINDA/FLUINT软件的快速、易用特点能为客户节省时间和金钱,也能在模拟过程中加深您对复杂系统的理解。您全面掌控系统中的重要参量,控制软件以最有效的途径达到设计要求。另外,软件是开放的、可延展的。您可以根据喜好选择建模和施加控制的办法,可以自由决定设计精度和模型简化程度,可以控制输出以选择您最关心的计算结果,甚至于您能加入自己的程序以处理独特的设计任务或自动完成重复性的工作,以提高您的工作效率。

    SINDA/FLUINT使用基于文本的输入文件。为加快模型开发和维护进度,建议协同使用SINDA/FLUINT及其图形用户界面。Thermal Desktop提供了一个基于几何体的CAD用户界面,而Sinaps提供了一个非几何体的二维素描界面,这两种图形用户界面直接与SINDA/FLUINT接口。C&R还提供了另一选择,即用基于Excel的SINDA控制器创建或控制SINDA/FLUINT模型。同样地,基于COM的应用程序接口也可用来联接MATLAB和基于COM的应用程序。


    软件的主要特(返回顶部↑)

    辐射、导热、对流换热;
    从组件设计到整个系统性能的模拟;
    稳态和瞬态换热和流体流动模拟;
    子模型的采用,易于模型的组织管理、不同模型的合并;
    物性参数能随时间和温度变化:
    可自主决定用户逻辑与模拟是否同时执行;
    可由用户自定义求解技巧、求解顺序、精度水平、输出格式与内容
    例子:迭代 vs. 稀疏矩阵求逆;单 vs. 双精度等;
    策略、控制等,在不同的子模型内可以不同;
    方便地续算和参数化分析选项;
    与EZ-XY Plotting Utility 兼容;
    自动检测电子数据表和用户变量(注册用户)
    便于模型的维护:集中修改;
    使得假定推测、参数化和敏感性分析成为易事;
    以输出和计算时间等定义输入;
    省略了最常见的用户逻辑;
    大量的库函数支持(恒温加热器、相变材料、数学工具等)
    耦合换热效应的多流体流动网络模拟;
    便利的图形用户界面,Sinaps和Thermal Desktop;
    可供用户调用的模拟常见设备和现象的程序
    热管,恒定和可变的导热系数;
    热烧蚀;
    热电冷却装置;
    涡轮机械设备;
    能够模拟有限速率(“反应流”)的化学反应。


    深入的流体流动模拟

    用户可自定义流体物性;
    可压缩和不可压缩流体;
    分子质量随压力和温度变化的流体;
    常用的泵、阀门、管道模拟;
    单相和两相流动
    沸腾与冷凝;
    气液两相流动中的均匀流或滑移流动;
    内在流动机制图示
    纯流体,气体混合物、液体混合物、气液混合物
    可凝结/可挥发的混合物(湿空气动力学等)
    非凝结气体的溶解/演化
    非平衡态两相体积流
    涡轮机械:涡轮,变量式和常量式容积式压缩机
    临界流量检测与模拟
    水锤与声学;
    随时间和方向变化的体力,自然对流;
    简化假设与对称性的利用;
    灯芯与其它毛细设备;
    控制容积的细分(例如:分层);
    高速流动中的动能传递;


    高级设计模块

    支持高层决策——高级应用

    目标定位:给出达到理想设计所需的变量输入;
    给出多设计变量系统在任意复杂约束下的优化结果;
    模型根据实验数据自动修正;
    可靠性分析能定量化系统设计的可靠度;
    预先给出满足可靠性要求的稳健设计,智能地平衡成本与风险。


    应用

    航天器与运载火箭热、推进、环境控制设计
    电子封装和组件设计
    发电系统设计
    涡轮机械
    替代能源系统和能源节约设计
    汽车与飞机发动机、冷却系统、燃料、润滑、空调和冷藏、水力系统等
    HVAC(加热、通风、空调)和消防系统
    油气管路、流量控制、蒸气注入系统
    过程设计和控制
    为全面了解潜在的应用领域和问题样本,可参见产品应用页面


    SINDA 模型转换器

    C&R提供了免费的模型转换器,能将Sinda/G 或者CINDA的文按件转换为Sinda/Fluint格式的模型文件。这些工具大大减轻了将其它版本Sinda转换为Sinda/Fluint模型文件的工作量。



    FloCAD: 流动分析模块
    FloCAD是软件Thermal Desktop的一个模块,它允许用户在CAD环境下同时开发并集成流体和热系统。与Thermal Desktop一样,FloCAD是提供给SINDA/FLUINT的一个图形化用户界面。FloCAD软件建立流体子模型的方法与建立热体子模型的方法非常相似,许多命令在两种类型的子模型内通用。
    FloCAD能模拟风冷和水冷电子设备,包括风扇和对流换热器,这些冷却设备能直接安装在PCB板、芯片等模型的曲面和实体上。


    电路板模型


    软件设计任务之一就是满足电子机箱等设备的热设计需求,但是既然软件提供了与强大和通用的热工水力软件SINDA/FLUINT的接口,FloCAD同样也能很好地应用在其它行业领域。

    基于CAD的冷却器模型

    FloCAD完全兼容Thermal Desktop功能,包括完整的参数化设计(使用扩展表类型的变量和任意复杂的表达式作为输入,而不是固定数字),这使得能用简单操作就能完成复杂模型的管理工作,也意味着模型的升级与维护非常的容易,同样能轻松完成的还包括敏感性分析和各种工况的评估工作(What-if Scenarios)。软件也提供了与SINDA/FLUINT优化和可靠度分析功能的接口,这能帮助用户完成组件尺寸优化、最佳工作工况寻找、极端工况(设计工况)自动确定、自动根据实验数据标定模型以及不确定量的统计学分析等。

    FloCAD特点

    生成流动网络、计算SINDA/FLUINT所需的对流换热系数;
    后处理显示温度、压力、流率,生成直观、生动的后处理图像;
    比CFD方法快很多的建模和计算,使得多种方案对比、尺寸优化、敏感性分析、实验数据标定等工程实用问题能很好解决;
    不同于非几何体的流动网络模拟方法,流体模型能与2D/3D几何热模型很好结合;
    流体能与热曲面自动建立、分配对流连接 (FLUINT “ties”);
    具有FLUINT所有流体网络模拟功能,常用组件所需的输入非常简单
    风扇和泵
    流道(静止或旋转)和管路
    滤网和压力损失单元
    包括干空气、湿空气(舒适度)、水、水/酒精、氨水、PAO等流体在内的任意工质,同样用户可自定义流体;
    通过提供完整的CAD几何和模型建立功能,并保留热分析所特有的好的模拟技巧,使得我们的用户能与其它系统同步工作。
    输入和输出 IGES和STEP格式的CAD几何体;
    能直接利用CAD几何,也能快速抓取关键点建立热模型;
    除传统的对话模式输入外,能利用拉伸和变形功能直接在屏幕上修改模型;
    提供真实曲面:锥面、球面等,避免了用平面单元拟合曲面单元出现的成千上万的小平面;
    输入TRASYS、 TSS、STEP-TAS和Nevada几何模型;
    参数化建模:用户自定义的变量、表达式和数据表;
    与SINDA/FLUINT的动态链接 ,能在运行进行中重新计算、完成逻辑判断、参数调用、优化和统计学分析;
    常见接头的K-factor resistance工具;


    计算流程和流动面积的辅助工具(能识别、利用已有几何体);
    便于FloCAD操作的工具栏;
    有助于高效建模的强大CAD功能
    布尔操作、旋转、拉伸曲面 ;
    层管理;
    能存储/唤出的多视图功能;
    快速抓取实体建模;
    拖放模型编辑;
    用户定义的光源;
    线框图、遮挡图、渲染图;
    多重撤销上次操作命令;
    基于非昂贵的微机平台;
    提供step-by-step教材,非常易于学习和掌握;
    Expansibility: FloCAD是C&R公司的基于CAD系统的Thermal Desktop 软件的可选模块,Thermal Desktop处理曲面和实体间的导热和热容问题,能设置任意(非几何体)节点,通过创新的自动网络简化技术使得软件能支持FEM模型,热计算结果能匹配到热应变计算软件,如NASTRAN、FEMAP 、 IDEAS/FEA 、IDEAS/TMG

    同时提供:用于热辐射计算的RadCAD 模块。



    绘图板类型的前后处理软件——提供给SINDA/FLUINT软件使用

    SinapsPlus 是SINDA/FLUINT的前后处理软件,它提供了一个热力和流动分析模拟的二维草图环境,并允许用户对复杂系统进行抽象和简化。Sinaps使用户直观的使用SINDA/FLUINT模型,它降低了学习难度并且加快了建模过程。它是一款完整的前,后处理器,并且它使报告结果的生成和工程师之间模的共享更加便利。热和流体网络描绘在屏幕上,使用弹出式菜单和填充表格便可以迅速的建立和维护复杂模型。同样模型还可以被验证,SINDA/FLUINT启动运行后,可以直接显示染色后的结果和其他后处理操作,这所有的操作都可以在Sinaps上进行。

    建立模型可以快速简单的使用工具栏和内置的智能点击和拖拽方法。网络对象可以从工具栏连接到网络,而且链接(流体路径和热路径)可以通过绘制对象之间建立联系。并且根据默认设置和对象类型,Sinaps可以自动创建正确的连接类型。比方说一些版面设计和组织功能,例如图层,集合,克隆,变焦等提供大型网络组织的功能。


    特点
    具有使用SINDA/FLUINT所有特性的权限,包括:
    支持可压缩流和不可压流计算
    考虑传热的流场模拟
    单相流和两相流
    非平衡两相体积流
    纯流体,气体混合物、液体混合物、气液混合物

    建模
    方便设计方案调整和参数化分析的自定义变量和表达式
    支持SINDA/FLUINT子模型的使用
    子模型级或依附于网络单元的用户定义逻辑
    便于建模的工具栏和对象编辑表格
    采用彩色编码表区分普通和高级选项
    内置的模型校验工具
    使用高级工具管理和维护大型复杂图表
    管道对象生成全热/流体网络
    与模型文档相关的用户注解栏

    算例管理器提供多算例数据管理功能
    控制求解类型,直接启动SINDA/FLUINT
    定常和非定常问题模拟
    支持SINDA/FLUINT的高级数据模块,以进行设计方案优化、试验数据修正和可靠性工程分析

    使用模型浏览器能方便地定位网络对象并进行相关编辑
    热物性数据库管理器支持随温度变化的物性


    输入和输出


    与SINDA/FLUINT兼容
    SINDA/FLUINT输入文件
    支持旧版本的SinapsPlus XML文件
    打印或输出图表以生成报告
    导出传统格式的输入文件并传给其他SINDA/FLUINT用户


    后处理

    根据输入输出以颜色/阴影形式自动显示数据变化
    与Microsoft Excel集成以实现表格数据的后处理
    能绘制X-Y、柱条、极坐标图
    计算结果显示在用户创建的绘图板上

    能够在SinapsPlus界面下完成SINDA/FLUINT的输入、校验、运行和后处理工作;
    能直接绘出热流体网络构成框图,使用弹出菜单和按钮创建输入;
    能完成跨平台模型管理和计算。




    热辐射分析软

    RadCAD采用超快速的、oct-tree加速的、基于光线追迹算法计算辐射热交换系数和视角系数。C&R技术首创的光线追迹算法带来了辐射分析效率的极大提高。RadCAD还整合了优秀的步进辐射度算法,可以由视角系数计算辐射交换系数,该算法同样被引入到热流率的计算中,大大提高了计算性能。内部数据库文件的自动压缩和解压缩有效地减少了磁盘空间的使用。RadCAD能与Thermal Desktop 一起使用,也能独立存在。

    强大的热分析计算可以在台式机上进行,其性能表现甚至超出了大多数基于UNIX平台的工作站。软件采用蒙特卡罗光线追迹理论计算二次曲面间的角系数、辐射换热热导、热流率。RadCAD计算结果可直接导入SINDA/FLUINT软件。RadCAD是世界上第一款能集成任意CAD曲面与常见参数化曲面(类似于TRASYS)的热辐射分析软件。


    带有双轴转动太阳能帆板绕地飞行的卫星模型


    分析组

    RadCAD中最强大的新思路之一就是分析组。任何曲面、包括指定的活动面,能在不同的分析组中任意多次的归组。当辐射计算(角系数、辐射换热系数、热流率)启动后,运算只是基于当前活动的分析组。这既节省了时间也方便了模型的管理。例如,考虑下面的简单模型,盒子内部的辐射能被指派到分析组"internal",但同一曲面(有不同的活动面)能被指派到不同的分析组"external"。这允许完成两个快速的分析,而不是求解合成案例或保存两个截然不同的模型。(好处之一是避免重复建模,好处之二是事先排除那些与当前辐射组无关的曲面,求解器就不会再进行白费力气的判别,提高了计算速度)。

    分析组同样有其它的用途。例如,它们能使得用户在同一几何模型中保有备选方案和备选组件。它们同样也能用于模型检查和后处理时对象的指定。(还有就是小卫星从航天飞机的释放、遮光罩在轨抛弃等瞬态过程模拟)。


    属性库假名

    表面光学属性(太阳吸收率、红外发射率、镜度等)能以数字形式输入,也能以用户指定的名称(如"white paint"、"aft canister")形式间接输入。这些名字能指向用户控制的数据库内特定的物性,或者它们能指向一个假名。属性假名能帮助用户在高层次上以极少量的工作重新指定涂层或物性。例如,使用这里给出的假名管理器,用户能将所有用作“radiator”的组件的光学属性改为"white paint"。

    与软件快速数据库交换能力(如用其它类型的白漆替代现有白漆)一起,假名功能提供给用户一个能快速进行多方案分析、设计比对、特殊工况分析、材料退化影响评估的强大工具。


    积精度

    RadCAD 允许用户在看过初步结果后,进一步在现有基础上通过选择光线追踪分析进一步提高精度。在保有先前计算结果的前提下,可继续进行RADK和热流率的求解以提高精度。程序将自动检查并判断是否存在使得先前计算结果不再能被利用的修改。(用于辐射换热系数、辐射外热流、线面接触热阻计算;除非优化过程需要,软件一般在进行动态分析前,一次性完成这些耗时计算)。

    RadCAD功能

    直接使用CAD模型,或以CAD模型为参考通过自动抓取方法生成高阶的RadCAD曲面
    轨道定义及其可视化
    计算波形系数、辐射换热系数、吸收通量
    蒙特卡罗光线追迹或步进辐射度算法计算热辐射
    具有专利的改进型Oct Cell技术,极大地提高了计算速度
    真实几何曲面
    镜曲面和漫射曲面
    角度依赖的曲面属性
    动态变化的几何模型,对地、对日和定点指向功能
    完整的轨道图形演示工具包,包含基本输入和开普勒方程输入
    能显着节省计算时间的分析组功能
    有助于数据库管理的光学属性假名功能
    透明体的折射模拟
    Oct Cell功能优化:能自动确定最佳的子单元划分和每一子单元应有曲面
    转动关节能在用户指定的轨道位置区间工作
    用于抛射(转移)轨道定义的矢量列表定义方式
    模拟任意位置处红外/太阳灯的光源定义功能
    快速旋转曲面模拟
    轴对称/镜对称面
    在已有计算结果基础上自动判别能否续计算
    提供了自由分子流加热算法,用于运载上升期间热负荷的计算
    用于辐射模型检错的“搭边”曲面快速校验算法
    视角系数、RADK、流量、SINDA温度等各类参数的后处理功能




    除了主产品,公司也根据需要,不断推出一些工具软件以便于我们产品的更好使用。


    (1) EZ-XY Plotter

    EZ-XY 是一个独立的绘图工具软件,但也和SINDA/FLUINT 和Thermal Desktop 一起分发,它可作为SINDA/FLUINT、Thermal Desktop、 RadCAD 、FloCAD 软件信息的图形化处理工具,也可完成文本信息文件的绘图工作。



    EZ-XY的每一个绘图窗口都是独立的,并且能显示不同的信息。在Thermal Desktop后处理中,每一张图显示的信息都由一组相关数据控制。多个data set能使用同一张图,Sinda/Fluint的每一个data set可以调用多个存储文件。这使得一张图可包含多种信息。

    一旦绘图完成后,可通过多种方式调整和管理,用户能修改坐标轴、添加注释、保存文件。再次打开后、绘图将根据相关数据自动更新。




    来自不同源文件的数据以data set形式组合和管理。例如,一组data set代表实验数据,一组data set代表分析数据,两者能绘在同一个图上以实现比较。


    (2) Excel绘图模板

    C&R 提供了基于Microsoft的Excel绘图模板,这个模板采用EZ-XY Plotter的数据管理器,用户能访问SINDA/FLUINT存盘文件,完成热流率、换热系数、辐射热导等参数的管理和绘图显示工作。这个模板只能兼容Microsoft Excel 2007或其以上版本。

    Excel模型控制界面

    Microsoft Excel和SINDA/FLUINT这类热分析软件在一起的时间已经很长了,许多年来,尤其在现代的图形用户界面还未出现时,具有创造性的用户已经使用Excel和其它表格类软件用于部分热模型的建立了。

    C&R提供了Excel模板用于调用、控制、联系SINDA/FLUINT及Thermal Desktop。高级用户能轻松修改此模板以产生能控制任意复杂热/流体方案的自定义的GUI。 在用户已经有了Thermal Desktop图形或带有适当参数的SINDA/FLUINT输入文件时,通过适当的调用初始化COM连接和数据交换,这时Excel表就能重新安排或根据需要扩展了。

    作为一个例子,用SINDA/FLUINT Excel界面产生了回路热管模型,并提供了相关下载。



    Excel SINDA/FLUINT控制器与4.6以上版本的SINDA/FLUINT集成。

    (3) Sinda模型转换器

    主要功能是完成Sinda/G 模型或老版本CINDA模型向SINDA/FLUINT模型的转换。这一功能大大省却了老版本输入文件格式转换的麻烦。

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