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第1章 FloTHERM概述1

1.1 FloTHERM软件介绍1

1.2 FloTHERM软件背景原理1

1.3 FloTHERM功能特点2

1.4 FloTHERM工程应用背景3

1.5 FloTHERM软件模块4

1.6 FloTHERM软件安装7

1.6.1 FloTHERM软件Windows版本安装7

1.6.2 许可证安装11

1.6.3 浮动版软件客户端许可证设置14

1.7 FloTHERM软件主界面15

1.8 FloTHERM简单实例分析16

第2章 FloTHERM中传热学与流体力学基础22

2.1 热传导22

2.1.1 热传导微分方程式22

2.1.2 傅里叶定律22

2.1.3 热导率23

2.1.4 热阻25

2.1.5 二维矩形区域稳态热传导问题数值求解26

2.1.6 小结28

2.2 对流换热28

2.2.1 对流换热的起因与状态28

2.2.2 牛顿冷却定律29

2.2.3 对流换热无量纲准则数29

2.2.4 外掠平板强迫对流换热实例30

2.2.5 小结32

2.3 热辐射32

2.3.1 热辐射的相关概念32

2.3.2 热辐射基本定律33

2.3.3 红外辐射换热计算35

2.3.4 太阳辐射36

2.3.5 FloTHERM中的红外辐射计算37

2.3.6 FloTHERM中的太阳辐射计算41

2.3.7 红外辐射计算实例43

2.3.8 太阳辐射计算实例44

2.3.9 小结46

2.4 流体流态47

2.4.1 湍流问题数值模拟求解47

2.4.2 FloTHERM中的层流流动48

2.4.3 FloTHERM中的湍流模型49

2.4.4 小结51

2.5 瞬态分析51

2.5.1 背景51

2.5.2 FloTHERM瞬态仿真分析介绍53

2.5.3 FloTHERM瞬态仿真分析实例56

2.5.4 小结68

2.6 重力68

2.6.1 FloTHERM中的重力加速度设置68

2.6.2 FloTHERM中的浮升力计算69

2.6.3 小结70

2.7 流体70

2.7.1 空气的物性参数70

2.7.2 水的物性参数71

2.7.3 FloTHERM中的流体特性72

2.7.4 Fluid特性应用72

2.7.5 小结73

2.8 边界条件73

2.8.1 温度对电子设备散热的影响73

2.8.2 压力74

2.8.3 Boundaries Face75

2.8.4 System的Ambient特性76

2.8.5 Model Setup中的Pressure和Temperature77

2.8.6 Ambient Temperature和Default Ambient Temperature设置78

2.8.7 小结79

2.9 求解域80

2.9.1 环境对系统设备的影响80

2.9.2 系统外部物体的影响81

2.9.3 系统外无重要影响因素82

2.9.4 Cutout83

2.9.5 小结83

2.10 焦耳热83

2.10.1 背景83

2.10.2 FloTHERM焦耳热分析介绍84

2.10.3 FloTHERM焦耳热分析实例85

2.10.4 小结88

第3章 软件常用命令89

3.1 Project菜单89

3.2 Edit菜单92

3.3 View菜单96

3.4 Geometry菜单96

3.5 Model Setup菜单101

3.6 Grid菜单101

3.7 Solve菜单101

3.8 Window菜单102

3.9 Viewer菜单103

3.10 Help菜单104

第4章 智能元件106

4.1 封装元件106

4.1.1 背景106

4.1.2 封装元件在FloTHERM中的建模106

4.1.3 封装元件建模实例110

4.1.4 小结112

4.2 PCB112

4.2.1 背景112

4.2.2 PCB智能元件112

4.2.3 过孔简化115

4.2.4 PCB在FloEDA中的处理115

4.2.5 PCB通过FloEDA模块建模应用实例118

4.2.6 小结121

4.3 散热器122

4.3.1 背景122

4.3.2 散热器智能元件125

4.3.3 散热器智能元件应用实例132

4.3.4 小结133

4.4 导热界面材料133

4.4.1 背景133

4.4.2 导热界面材料在FloTHERM中的建模方法136

4.4.3 导热界面材料应用实例137

4.4.4 小结139

4.5 热电制冷器140

4.5.1 背景140

4.5.2 FloTHERM中的热电制冷器建模142

4.5.3 热电制冷器的特性参数145

4.5.4 FloTHERM中热电制冷器应用实例145

4.5.5 小结148

4.6 热管148

4.6.1 背景148

4.6.2 热管智能元件150

4.6.3 热管智能元件应用实例150

4.6.4 小结151

4.7 风扇151

4.7.1 背景151

4.7.2 轴流风扇智能元件154

4.7.3 前向叶片离心风扇模型159

4.7.4 后向叶片离心风扇模型161

4.7.5 轴流风扇建模实例162

4.7.6 前向叶片离心风扇建模实例163

4.7.7 后向叶片离心风扇建模实例164

4.7.8 其他166

4.7.9 小结167

4.8 流动阻尼元件168

4.8.1 背景168

4.8.2 流动阻尼智能元件169

4.8.3 流动阻尼在FloTHERM中的应用实例172

4.8.4 小结180

4.9 电子设备外壳180

4.9.1 背景180

4.9.2 外壳智能元件180

4.9.3 外壳智能元件应用实例182

4.9.4 小结185

4.10 热交换器185

4.10.1 背景185

4.10.2 热交换器智能元件186

4.10.3 热交换器应用实例188

4.10.4 小结191

4.11 机柜191

4.11.1 背景191

4.11.2 机柜智能元件192

4.11.3 机柜应用实例193

4.11.4 小结194

4.12 机房空调194

4.12.1 背景194

4.12.2 空调智能元件194

4.12.3 机房空调应用实例196

4.12.4 小结197

4.13 Region197

4.13.1 背景197

4.13.2 Volume Region198

4.13.3 Collapsed Volume Region200

4.13.4 Collapsed Volume Region仿真数据获取实例200

4.13.5 小结201

第5章 特性202

5.1 Ambient特性202

5.2 Fluid特性203

5.3 Grid Constraint特性204

5.4 Material特性205

5.5 Radiation特性207

5.6 Resistance特性207

5.7 Source特性208

5.8 Surface特性210

5.9 Surface Exchange特性211

5.10 Thermal特性213

5.11 Transient特性213

第6章 网格划分216

6.1 网格划分步骤216

6.2 几何模型处理216

6.3 系统网格设置217

6.4 网格约束与局域化219

6.5 重要区域网格划分经验221

6.5.1 轴流风扇221

6.5.2 散热器222

6.5.3 PCB223

6.6 网格质量调整223

6.7 网格独立性225

6.8 网格划分实例225

6.9 小结229

第7章 求解计算230

7.1 Profiles窗口介绍230

7.1.1 Profiles窗口作用230

7.1.2 Profiles窗口界面230

7.2 求解收敛判断标准231

7.3 求解计算参数残差值232

7.4 参数终止计算残差值233

7.4.1 压力终止计算残差值233

7.4.2 速度终止计算残差值234

7.4.3 温度终止计算残差值234

7.5 参数残差曲线的形式234

7.5.1 参数残差曲线稳定234

7.5.2 参数残差曲线震荡234

7.5.3 参数残差曲线发散235

7.6 出现收敛问题的原因235

7.6.1 与参数终止计算残差值相关235

7.6.2 仿真模型创建错误236

7.6.3 网格质量和数量237

7.7 求解选项设置238

7.8 参数残差曲线收敛改善方法239

7.8.1 仿真模型检查239

7.8.2 确定引起收敛问题的原因240

7.8.3 求解选项调整240

7.8.4 采用Monitor Point Convergence For Temperature功能240

7.8.5 残差曲线收敛改善实例240

7.9 小结243

第8章 Visual Editor后处理模块244

8.1 Visual Editor介绍244

8.1.1 Visual Editor作用244

8.1.2 Visual Editor界面244

8.2 Visual Editor图形后处理245

8.2.1 基本操作245

8.2.2 全局设置247

8.2.3 Viewer设置248

8.2.4 Geometry设置249

8.2.5 结果设置250

8.2.6 标注255

8.2.7 动画256

8.2.8 结果输出256

8.3 Visual Editor表格后处理256

8.3.1 结果数据类型256

8.3.2 数据结果输出261

8.3.3 自动创建结果报告261

8.4 小结262

第9章 Command Center优化模块263

9.1 Command Center优化模块介绍263

9.1.1 Command Center作用263

9.1.2 Command Center界面263

9.1.3 Command Center使用流程263

9.2 输入变量264

9.2.1 数据输入形式265

9.2.2 图形输入形式266

9.3 输出变量266

9.4 创建方案266

9.4.1 默认创建方案266

9.4.2 Multiply Input Variables创建方案267

9.4.3 实验设计创建方案268

9.4.4 方案列表270

9.5 方案求解监控271

9.6 方案优化设计272

9.6.1 顺序优化273

9.6.2 响应面优化273

9.7 优化方案结果处理274

9.8 Command Center优化实例275

9.9 小结280

第10章 FloMCAD接口模块281

10.1 FloMCAD接口模块介绍281

10.1.1 FloMCAD接口模块作用281

10.1.2 FloMCAD接口模块界面介绍281

10.1.3 FloMCAD接口模块使用流程281

10.2 FloMCAD接口模块主要功能命令282

10.2.1 Local Simplify命令282

10.2.2 Global Simplify命令284

10.2.3 Dissect Body命令286

10.2.4 Voxelize命令288

10.2.5 Decompose命令288

10.2.6 Single Object命令290

10.2.7 Split Body命令292

10.3 FloMCAD模块应用实例294

10.4 小结303

第11章 FloTHERM仿真模型校核304

11.1 FloTHERM仿真模型校核背景304

11.2 FloTHERM仿真模型校核306

11.3 FloTHERM仿真模型校核实例307

第12章 BGA封装芯片热仿真实例313

12.1 BGA封装芯片背景313

12.2 BGA封装芯片热设计目标313

12.3 BGA封装芯片散热原理313

12.4 BGA封装芯片热仿真概述314

12.4.1 热仿真目标314

12.4.2 热仿真流程314

12.4.3 热仿真所需信息315

12.5 BGA封装芯片热仿真317

12.5.1 BGA封装芯片建模317

12.5.2 BGA封装芯片R JA热阻热仿真329

12.5.3 BGA封装芯片R JB热阻热仿真335

12.6 小结341

第13章 户外通信机柜热仿真实例342

13.1 户外通信机柜热设计背景342

13.2 户外通信机柜冷却架构342

13.3 户外通信机柜热设计方法343

13.4 户外通信机柜热仿真概述343

13.4.1 热仿真目标343

13.4.2 热仿真流程343

13.4.3 热仿真所需信息344

13.5 户外通信机柜热仿真344

13.5.1 Shelf模块简化344

13.5.2 户外通信机柜稳态热仿真分析364

13.6 小结383

第14章 数据中心热仿真实例384

14.1 数据中心热设计背景384

14.2 数据中心热设计挑战384

14.3 数据中心热设计目标385

14.4 数据中心冷却架构385

14.5 数据中心热仿真概述387

14.5.1 数据中心介绍387

14.5.2 热仿真目标387

14.5.3 热仿真流程388

14.5.4 热仿真所需信息388

14.6 数据中心热仿真388

14.6.1 建立仿真模型389

14.6.2 网格划分417

14.6.3 求解计算420

14.6.4 结果分析422

14.7 小结423

第15章 智能手机热仿真实例424

15.1 智能手机热设计背景424

15.2 智能手机热设计目标424

15.3 智能手机冷却架构425

15.4 智能手机热仿真概述426

15.4.1 热仿真目标426

15.4.2 热仿真流程426

15.4.3 热仿真所需信息427

15.5 智能手机热仿真427

15.5.1 建立仿真模型427

15.5.2 网格划分454

15.5.3 求解计算455

15.5.4 结果分析456

15.6 小结458

第16章 服务器热仿真实例459

16.1 服务器热设计背景459

16.2 服务器热设计挑战460

16.3 服务器热设计目标460

16.4 服务器冷却架构461

16.5 服务器热仿真概述461

16.5.1 热仿真背景461

16.5.2 热仿真目标461

16.5.3 热仿真流程461

16.5.4 热仿真所需信息462

16.6 服务器热仿真462

16.6.1 建立仿真模型462

16.6.2 网格划分497

16.6.3 求解计算497

16.6.4 结果分析499

16.7 小结501

第17章 机房气流组织优化实例502

17.1 机房背景502

17.2 机房热环境测试502

17.2.1 移动测量平台介绍502

17.2.2 机房热环境测试结果分析503

17.3 机房热仿真模型校核506

17.3.1 建立仿真模型506

17.3.2 网格划分525

17.3.3 求解计算526

17.3.4 仿真模型校核528

17.4 机房气流组织优化529

17.4.1 冷热通道封闭（优化方案一）529

17.4.2 送风地板调整（优化方案二）529

17.5 小结530

参考文献531