Simcenter FloEFD 2312版本新功能介绍

日期：2023-12-27

Simcenter FloEFD 2312版本新功能介绍|嵌入CAD环境中的CDF仿真软件

最新发布的Simcenter FLOEFD 2312版本增强了嵌入CAD环境中的CFD软件功能，缩短前处理时间，加速电子热设计流程，同时为结构分析增加新功能，并改进仿真自动化的API接口。请继续阅读，您将了解更多信息，例如更快的收敛建模（convergent geometry）CFD网格划分、Smart PCB热建模速度提高、PCB回流焊仿真等新功能。

PCB回流焊热仿真

在回流焊设备中，当PCB沿着传送带移动时，它会经过具有不同空气流速和温度参数的升温区域和冷却区域。

这些区域参数的数值以及传送带速度需要在制造之前由PCB客户选择。这个操作设计上的挑战是在满足热约束，避免损坏PCB上的组件的前提下，提高传送带的速度，以获得最大产量。而确定这些参数的实验方法成本高昂，因为尝试失败会浪费大量时间、降低产品质量以及产品产量。因此，在进行物理测试之前对回流焊过程进行，优化操作参数，是非常有益的。

Simcenter FLOEFD 2312添加了一个项目模板，您可以创建和调整PCB回流焊瞬态仿真，以反映PCB板通过回流焊时的热环境条件。模板利用了Simcenter FLOEFD中的项目参数功能，并使用了新的EFDAPI自动化功能来修改参数。该方法通过使用移动的流体边界条件，模拟PCB四周小体积空间内的回流过程，而不是模拟带有移动物体的实际回流焊设备。

请观看此视频，了解PCB回流焊热仿真中设置和运行的指导步骤。

查看视频：https://mp.weixin.qq.com/s/ij0nYprcM2PQP7DScTExNA

注意：对于这一新功能的高级使用，结合了Simcenter FLOEFD和Simcenter HEEDS设计探索与仿真自动化工具，以进行广泛的优化研究。

PCB热分析：EDA Bridge独立热区

PCB 局部高保真度建模为关键组件下方的铜线和各层建模提供了准确性上的优势。这种计算高效的解决方案仍然是对整个电路板的显式详细建模的优良替代方案。在Simcenter FLOEFD先前版本中，热区域是以单个组件为中心定义的，并指定了纵横比。现在，在Simcenter FLOEFD 2312中，用户可以设定一个独立的热区域，独立放置在PCB的任何位置，然后设置纵横比。这使得对涵盖具有组件群的区域设置局部建模保真度更加容易。

用户需定义以下参数，然后选择建模级别：

1）位置（X 和 Y）

2）尺寸（长和宽）

PCB 热分析：EDA Bridge脚本功能

用户可以录制和会放脚本，捕捉EDA Bridge主窗口中处理导入的 ECAD 数据的工作流程。录制和运行功能支持更改电路板的建模级别和创建热区域等操作。在随后的 Simcenter FLOEFD更新版本中，脚本编写功能将不断增强。

电子元件热建模：Package Creator 更新

什么是 Package Creator（封装模型生成器）？Simcenter FLOEFD 中现有的 Package Creator 工具允许工程师根据常见封装系列的模板指南，在几分钟内快速而轻松地创建基于三维CAD几何形状的IC封装热模型。在Simcenter FLOEFD中，这些详细模型可以用于电子冷却仿真研究。

在Simcenter FLOEFD 2312中，Package Creator 工具进行了以下更新：

2个新的IC封装初始模板：Flip Chip CBGA 和 Wirebond CBGA。
创建 Simcenter Flotherm可导入的详细模型，您可以导出并与其他组织共享。

Simcenter FLOEFD 2312增强结构分析功能

结构分析：网格布尔运算，轻松处理复杂几何形状

对于某些复杂几何模型，CAD布尔运算可能无法顺利完成，或者在其他情况下，预处理器的布尔运算方法会非常耗时。现在，新的增强的结构网格生成器和几何准备支持网格布尔运算，从而实现结构分析网格划分。这提供了一个解决方案，使工程师能够更快地自动创建网格，即使是极其复杂的几何形状也能轻松处理。

结构分析：非线性材料

在Simcenter FLOEFD中，已对工程数据库进行优化，使其能够为固体材料设置工程应力-应变曲线，以结合Simcenter 3D Nastran求解器的现有功能进行分析。值得提醒的是，Simcenter FLOEFD 2306版本已经引入了Simcenter NASTRAN非线性求解器接口。

结构分析：大应变建模

现在，对于大应变，有一种新的选项，该选项激活Simcenter 3D非线性Nastran求解器的相应功能。Simcenter FLOEFD 2312允许将工程应力-应变重新计算为真实应力-应变。这为达到较大应变值的分析提供了更准确的结果。

结构分析：改进一般接触

在使用Simcenter FLOEFD和Simcenter 3D非线性Nastran求解器对一般接触进行建模时，接触可以在迭代计算过程中依物体变形而出现和消失。在之前的FLOEFD版本中，接触是在求解器启动之前创建的，不能更改、出现或消失。

收敛、小面和STL建模（convergent, faceted, and STL geometries），实现更快的CFD网格划分

对于收敛、小面和STL建模，网格生成速度大大提升，与参数化实体几何的网格生成一样高效。以下展示一个案例，将来自STL数据的车辆模型作为外部空气动力学研究的收敛体，网格生成速度提高了10倍。

Simcenter FLOEFD 网格规模 62000000

网格生成时间比较：

2306 版本中： 2 小时

2312 版本中：12 分钟

Smart PCB热建模 – 保真度和速度优化

Smart PCB功能是PCB热建模的几个选项之一。它是一种高效获取PCB详细材料分布的复杂方法，无需额外计算资源和时间成本，这通常是PCB详细建模所需的。它通过使用网络组建（network assembly）来实现这一点，通过该方法，基于导入EDA数据中的每个PCB层的图像生成体素样式的网格。

在Simcenter FLOEFD 2312中，已经对Smart PCB计算的求解器速度进行了显著优化，使您能够更好地利用这个建模选项，进行更快的高准确性PCB热分析。此外，求解器速度提升，支持更改PCB上分块数量的默认设置。默认设置从100更改为300，从而产生更准确的解决方案，特别是在使用“Fine”建模选项时。

以下展示3个不同模型方案的求解时间结果，比较了Simcenter FLOEFD 2312和先前的2306版本中，不同分块数量的“Fine”和“Averaging”设置。图中结果显示，求解速度提高了1.5倍到8倍，这有利于在更短的时间内完成准确的PCB热研究。显然，PCB的大小和复杂性是影响速度提升可能性的一个因素。您还可以观察到与显式PCB模型相比，Smart PCB的求解时间明显更短。

自动化——EFDAPI：改进API，以加速您的流程

新推出的 EFDAPI，涵盖了Simcenter FLOEFD中的所有现有功能和参数。功能增强，易用性进一步提升，使工程师能够充分利用自动化来缩短仿真工作流程。

以升压转换器的电子冷却仿真自动化为例，下面的视频简单演示了以下步骤的自动化过程：

运行 CAD 并打开模型
创建 FLOEFD 项目
设置所有边界条件以及仿真设置
运行仿真和结果后处理

查看视频：https://mp.weixin.qq.com/s/KNY9PfN6lq7x6SnjDmvARw

批量结果后处理，无需打开 CAD

通常，在 Simcenter FLOEFD无缝嵌入CAD环境的CFD软件的正常操作中，需要打开项目并加载结果，以创建生成的图像和电子表格。通过使用“批量结果处理”工具，在计算之后自动创建它们。现在，可以在不打开 CAD 的情况下进行批量结果处理。

您现在可以：

使用命令行运行导出，在 Windows 或 Linux 计算机上生成批量结果处理所需的文件
在远程服务器上运行求解器，并在求解结束时在服务器上自动进行批处理结果处理，而无需将文件复制回客户端

在下面的简短视频中，演示了以下步骤：

查看视频：https://mp.weixin.qq.com/s/KNY9PfN6lq7x6SnjDmvARw

支持导出SCD5格式到 Simcenter 3D

Simcenter FLOEFD 的场数据可以以 Simcenter 3D 的 SCD5 格式进行导出。这将生成一个二进制文件，支持从 FLOEFD 传输数据到 Simcenter 3D 。这意味着使用二进制 SCD5 格式，可以在文件大小上带来显著的优势。这有助于将热分析中的场数据传递到 Simcenter 3D 中的热机械应力分析。

您可以使用 SCD5 网格文件作为输入数据，将稳态或瞬态压力和温度场导出到 CGNS 文件。

以JT 格式导出，支持Teamcenter Viewer

现在，Simcenter FLOEFD 场景文件支持以 JT 格式保存。因此可以使用 Teamcenter 的查看器（使用 JT 格式）查看仿真结果。

结语

以上介绍了Simcenter FloEFD 2312版本更新内容，新版本功能更强大，进一步提升易用性，加速电子热设计流程。如果您想了解更多关于Simcenter FloEFD无缝嵌入CAD环境中的流体传热解决方案，以及Simcenter FloEFD 2312新功能使用等详细内容，敬请联系上海坤道SimuCAD。

关于坤道

上海坤道成立于2009年，前身为英国Flomerics公司中国代表处，现为西门子工业软件（原Mentor Graphics公司）在中国大陆的授权金牌|专家（Expert Partner）合作伙伴。一直以来，坤道专注于热仿真和热测试领域，为电子半导体、汽车、航天航空等行业提供Simcenter FloEFD/Flotherm Flexx/Flomaster等流体传热仿真软件解决方案和Simcenter T3STER热阻测试、Simcenter POWERTESTER功率循环测试、SanjSCOPETM 反射率热成像系统等硬件解决方案，具备资深专业、经验丰富的技术团队提供产品销售、项目咨询、夹具定制和技术培训等服务。目前，坤道公司已为400多家企业与机构提供热仿真&热测试解决方案和应用实践落地。如果您对热仿真及热测试解决方案感兴趣，请与我们联系。

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