Simcenter Flotherm XT使用计算流体动力学(CFD)分析气流和传热,并专门设计用于研究电子设备中的这些现象。气流(自然和强迫)和热传递(作为传导,对流和辐射)受守恒定律控制,守恒定律可以用偏微分形式表示。在Simcenter Flotherm XT中,守恒方程被转换为有限体积形式。顾名思义,转换后的方程需要一个体积,在其中计算温度,压力和速度的值。因此,模型中表示的空间(称为解域)被划分为较小的体积,称为网格单元。模型中的网格单元越多,计算出的点就越多,案例的分辨率也越好,但这是以牺牲额外的计算机开销来计算结果为代价的。守恒方程是耦合的(变量的值取决于该变量的周围值以及其他变量)和非线性的。因此,以迭代方式求解它们,直到守恒方程中的误差处于可接受的水平。对于每个模型/项目,您都可以定义要研究的体积或外壳的整体尺寸,包括组成设计结构的各个组件,Simcenter Flotherm XT可以叠加网格。每个网格单元都代表一个区域,Simcenter Flotherm XT将为其计算模型的流量值(速度,温度,压力等)。如有必要,可以更改设置为30°C的干燥空气默认值的气流特性(例如,密度,粘度,比热),以反映所用冷却剂的类型。也可以添加适当的边界条件(例如,环境温度,已知质量流量和热源)。在程序解决方案期间,Simcenter Flotherm XT将每个网格单元上的相关微分守恒方程进行积分,组装一组代数方程,这些方程将单元中变量的值(例如温度)与其相邻单元中的值相关联。
使用Simcenter Flotherm XT,您可以定义需求,设置数学建模参数,构造几何图形,添加求解网格,求解解决方案并显示结果。
功能特色
1、解决方案领域
Simcenter Flotherm XT分析模型的几何形状并生成包围模型的解决方案域。
解决方案域的边界平面与模型的全局坐标系轴正交。
对于外部流,解决方案域的边界平面可以与模型保持一定距离。
对于内部流动,溶液域的边界平面会自动包围整个模型(如果考虑了固体中的热传导)或仅包围了模型的流动通道(如果不考虑固体中的热传导)。
您可以使用几个选项来手动调整大小或重新定义解决方案域:
通过更改解决方案域的尺寸
通过指定对称平面
通过指定周期性边界条件
对内部流进行建模时,所有模型开口都必须用盖封闭。这是必需的,因为必须在与流体接触的表面上定义入口和出口的边界条件,并且盖子要提供这些表面。您可以将盖作为零件上的凸台拉伸特征或装配体中的独立零部件创建。
在对外部流建模时,在解决方案域边界上指定了远场边界条件。
2、初始条件和边界条件
在开始计算之前,必须为流场指定边界条件和初始条件。
对于外部流,在解决方案域的边界平面上指定了远场边界条件。对于内部流动,在模型的壁上以及模型的入口和出口(这些模型的盖子与流体接触的表面)上指定了边界条件。
3、网格划分
一旦定义了解决方案域,Simcenter Flotherm XT便能够生成计算网格。
通过将求解域划分为多个切片来创建网格,然后将这些切片进一步细分为矩形像元。然后根据需要精炼网格单元,以正确解析模型的几何形状。
尽管网格是由Simcenter Flotherm XT创建的,但是您可以设置总体参数,并可以在需要更多细节的地方局部控制网格。
4、解决
Simcenter Flotherm XT离散化了与时间相关的Navier-Stokes方程,并在计算网格上求解了它们。
由于Simcenter Flotherm XT通过求解与时间有关的方程式来解决稳态问题,因此它必须决定何时获得稳态解(即解收敛),以便可以停止计算。Simcenter Flotherm XT为您提供完成计算的不同条件供您选择。为了获得从工程角度来看高度可靠的结果,您可以在特定点和/或选定曲面上和/或选定体积中指定一些工程目标,例如压力,温度,力等。/或在解决方案域中。您可以在计算过程中监视它们的变化,并指示Simcenter Flotherm XT将其用作完成计算的条件。
与目标一起,您还可以使用其他完成条件。
您可以随时停止计算,以后再继续计算。
5、结果
求解后,保存的结果可以在GDA中以图的形式查看,也可以在窗口窗格内的表中查看。可以将结果导出到电子表格以进行其他处理。