Flotherm是一款計算流體動力學熱學建模分析工具. 其設計目的是對系統級、子系統級和器件封裝級電子設備或元器件進行空氣的流動與傳熱模擬。在電子產品開發初期，可以通過數值仿真的方法來探究各種設計變動對產品造成的散熱影響。而仿真并不需要真正制作產品樣機或對機器進行實測。因此，使用Flotherm可以縮短產品設計周期，獲得更好、可靠性更高的產品，以及實現“通過設計進行校正”——筆者理解為：可以通過探究各變動對散熱的影響，有目的性地調整產品結構，以滿足設備散熱需求。
功能概覽
Flotherm采用計算流體動力學（CFD）方法來分析空氣流動與傳熱。Flotherm尤其適用于研究電子設備中的各種熱物理現象。
空氣流動的成因有自然對流（熱空氣上升）和機械力推動（如：風扇）兩種可能。熱量的傳遞有三種基本形式：
熱傳導——固體或靜止流體中熱量傳遞
熱對流——壁面與流體之間的熱量交換
熱輻射——熱量從一個面到另外面的傳播
模型劃分的網格數越多，離散元對連續空間的近似度就越高，參與計算的點也越多，計算的精度顯然也就越高。但這樣對計算機的要求也更高，同樣的配置下，計算效率會下降。
Flotherm所用的控制方程是非線性耦合的。所謂耦合，是指某個網格中的變量與其周圍網格中的該變量和其他變量都有關聯。因此方程以迭代形式進行求解，直至這些方程的誤差降至一個可接受的水平為止。
對于Flotherm所用的CFD相關知識，可以參閱Flotherm BackgroundTheory Reference Guide——筆者：介紹CFD計算原理的資料有很多，但需要對流體流動與傳熱有較為豐富的基礎知識才便于理解。建議在了解計算流體動力學之前，先深入了解流體力學和傳熱學兩門課程。
使用Flotherm的過程大致如下：定義需求，設定模型參數，構建幾何體，添加求解網格，求解控制方程，最后查看計算結果。
問題描述
在FloTHERM中，用戶需要定義探究對象以及對象中包含的各宏觀三維尺寸，然后添加計算網格。
每一個網格就意味著Flotherm中計算的變量（如速度，溫度，壓強等）的一個存儲單元。
系統將空氣的物理性質（如密度，粘度，比熱）默認設置為30℃下干空氣的物理性質，必要的情況下，這一設定可以依據實際選用的冷卻介質的物理性質進行更改。另外，還需設定合理的邊界條件（如環境溫度，已知的質量流和熱源）。
計算方法
在求解過程中，FloTHERM綜合考慮各個數值計算網格內變量之間的耦合關系。表現到數值求解的方程中，就是某一個網格內的變量，與其相鄰的所有網格變量都有關聯。——與原文意思略有差別。
例如，下圖所示的溫度變量T，其與周圍網格內存儲的的T1，T2，T3，T4，T5和T6都有關聯。
求解
程序通過迭代過程求解離散后的代數方程組，在一定計算步數之后，殘差收斂到某個標準。
結果分析
求解完成后，可以通過查看速度矢量圖，等溫度云圖、等壓力云圖來分析求解域中的流體流動情況。
工程師通過分析這些計算結果，可以確定是否需要對產品的設計做出修正，如是否需重置風扇的位置，產品通風孔是否需要調整等等。
（未完待續，會持續更新）
參考文獻：
《 Flotherm 幫助文檔 》
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