flotherm案例教程

以下是基于Flotherm的案例教程总结，涵盖风冷、液冷及自动化仿真等典型应用场景，结合多个实际工程案例和操作技巧：

一、风冷散热案例教程

基础设置与建模

单位调整：新建项目时需将体积流率单位设为CFM（立方英尺/分钟），与设计工程师常用单位一致，避免单位换算错误。

几何检查：导入模型后需逐一检查零件是否存在破面或负体积，可通过软件自动修复功能处理。

网格划分：根据最小实体特征尺寸设置网格密度（如8mm特征需至少划分三层网格，最小网格尺寸设为2mm），并确保流动入口/出口预留足够空间（入口空出1倍模型大小，出口空出2倍）。

关键组件建模

风扇与热管：使用Flotherm的SmartPart库快速建模，风扇需指定进风面和出风面，并选择固定流率或PQ曲线；热管可通过阵列功能同步参数设置。

监控点设置：在热源面中心设置监控点，收敛目标选择固体温度，便于观察关键区域温度变化。

二、液冷散热案例教程（大功率功放单元）


散热方案选择

对于总功耗达2kW的主放大电路，液冷（间接冷却）比风冷效率高100-2000倍，且噪音更低。冷板基材选用铝（导热系数180W/mK），流道材质为铜（385W/mK），冷却介质为水。

流道设计与参数设置

简化模型：将圆形流道简化为矩形（9.5mm边长），通过流量等效原理优化仿真效率。

边界条件：入口水温25℃，出口温度≤40℃，流量3.19e-05m³/s；求解域设置为400mm×60mm×400mm，收敛残差标准设为0.00018524kg/s（液冷需比风冷放宽1000倍）。

网格与求解优化

采用局部加密网格（如MOSFET和散热器区域），全局网格数控制在百万级，纵横比小于20以提升计算效率。

三、自动化仿真与二次开发

Python全流程自动化

案例：针对IGBT模块（26/28颗芯片），通过Floxml创建材料库，Floscript录制建模、网格划分、求解设置等步骤，Python批量修改参数生成多工况（瞬态/稳态）仿真，自动输出结温和热阻结果。

GUI工具：将Python代码打包为EXE，集成前处理、后处理、报告生成功能，支持非编程人员操作。

高效建模技巧

模型简化：通过Flo/MCAD导入Pro/E或SolidWorks模型后，保留关键热特征（如体积），移除无关细节，体素化分解后导入Flotherm。

智能元件库：常用器件（如CPU、风扇）存入Library，后续项目直接调用，减少重复建模。

四、常见问题与优化建议

收敛问题：液冷仿真残差曲线波动较大时，可启用双精度求解器（计算时间更长但更稳定）。

结果验证：进出水温差11.6℃（案例中）需满足设计阈值，否则需优化流道形式（如S形流道）或调整流速。

学习资源推荐

视频教程：关注B站/公众号“莱歌数字”，获取液冷案例源文件及三维模型。

进阶课程：《Python在Flotherm中的自动化高级应用16讲》涵盖多Case自动建模与AI工具应用。

以上案例均强调从实际工程需求出发，结合Flotherm的高效建模和自动化工具，显著提升热设计效率。