FLOTHERM 3.1FLOTHERM 3.1

CE ESTE FLOTHERMCE ESTE FLOTHERM?? ProgramProgram,, care utilizeaza tehnici CFD pentru care utilizeaza tehnici CFD pentru

prezicerea curgerii fluidului si a transferului de prezicerea curgerii fluidului si a transferului de caldura (convectie, conductie si radiatie) in cadrul caldura (convectie, conductie si radiatie) in cadrul sistemelor electronice.sistemelor electronice.

Program, care rezolva:Program, care rezolva:1.1. Probleme 3D si 2D.Probleme 3D si 2D.2.2. Regim stationar si tranzitoriu.Regim stationar si tranzitoriu.3.3. Curgere laminara sau turbulenta a fluidului .Curgere laminara sau turbulenta a fluidului .4.4. Sisteme cu convectie naturala, fortata si/sau mixta. Sisteme cu convectie naturala, fortata si/sau mixta. 5.5. Probleme ce implica transferul de caldura in aer, in Probleme ce implica transferul de caldura in aer, in

materialele solide si in ambele simultanmaterialele solide si in ambele simultan

Configuratia sistemuluiConfiguratia sistemului

Sistemul de baza furnizeaza constructia Sistemul de baza furnizeaza constructia modelului si mijloace de vizualizaremodelului si mijloace de vizualizare..

Solverul pentru o solutie CFDSolverul pentru o solutie CFD.. Solverul radiatiei pentru efecte de radiatieSolverul radiatiei pentru efecte de radiatie.. Importul Importul geometriei geometriei prin intermediul M-CAD.prin intermediul M-CAD.

Modul de operareModul de operare In mod normal, Flotherm este rulat interactiv In mod normal, Flotherm este rulat interactiv

(setarea problemei, calculul curgerii fluidului si (setarea problemei, calculul curgerii fluidului si rezultatele analizei fiind realizate in aceeiasi rezultatele analizei fiind realizate in aceeiasi sesiune a programului).sesiune a programului).

Flotherm poate fi rulat alternativ in modulFlotherm poate fi rulat alternativ in modul batch batch (teanc), pentru proiecte mari care necesita un timp (teanc), pentru proiecte mari care necesita un timp indelungat pentru procesare sau pentru o rezolvare indelungat pentru procesare sau pentru o rezolvare automata a unui set de proiecte.automata a unui set de proiecte.

Modelul matematicModelul matematic Se constituie din metoda CFD Se constituie din metoda CFD Are la baza ecuatiile Stokes-NavierAre la baza ecuatiile Stokes-Navier Campul variabilelorCampul variabilelor,, rezolvate rezolvate in in

functie de coordonatele functie de coordonatele carteziene(x,y,z) si timp carteziene(x,y,z) si timp este: este:

1.1. temperatura Ttemperatura T

2.2. presiunea ppresiunea p. .

3.3. vvitezeleitezele fluidului fluidului u, v, w rezolvate in u, v, w rezolvate in sistemul carteziansistemul cartezian..

Ce este CFD?Ce este CFD?

CFD (CFD (CComputational omputational FFluid luid DDynamicsynamics) este metoda ) este metoda matematica aplicata in FLOTHERM.matematica aplicata in FLOTHERM.

CFD reprezinta simularea CFD reprezinta simularea numericanumerica a curgerii fluidului a curgerii fluidului si transferului de caldura.si transferului de caldura.

Simularea implica rezolvarea unui sistem de ecuatii Simularea implica rezolvarea unui sistem de ecuatii nelineare, cu derivate partiale de ordinul 2 (nelineare, cu derivate partiale de ordinul 2 (Stokes-NavierStokes-Navier).).

Ecuatiile de conservare sunt discretizate in subdiviziuni Ecuatiile de conservare sunt discretizate in subdiviziuni ale domeniului de integrare, un set de volume finite si ale domeniului de integrare, un set de volume finite si continue, care nu se suprapun. Asupra fiecarui volum se continue, care nu se suprapun. Asupra fiecarui volum se aplica ecuatiile in forma algebrica. Aceste volume finite aplica ecuatiile in forma algebrica. Aceste volume finite poarta denumirea de poarta denumirea de GRID CELLS.GRID CELLS.

STRUCTURA PROGRAMULUISTRUCTURA PROGRAMULUI

Meniu de proiectare Meniu de proiectare multiwindow. multiwindow.

Interfata cu alte Interfata cu alte programe.programe.

Fereastra de control a Fereastra de control a programului-> Project programului-> Project Manager.Manager.

Alte 7 ferestreAlte 7 ferestre

Procedura de modelare FlothermProcedura de modelare Flotherm

Sunt trei mari pasi:Sunt trei mari pasi: a) specificarea problemeia) specificarea problemei b) obtinerea solutiei celei b) obtinerea solutiei celei

mai eficientemai eficiente c) examinarea c) examinarea

rezultatelorrezultatelor

FFLLOOTTHHEERRMM

Project ManagerProject Manager

Incarcarea noilor proiecte Incarcarea noilor proiecte Editarea si organizarea Editarea si organizarea

proiectelor existenteproiectelor existente Organizarea datelor in Organizarea datelor in

ierarhie tip arboreierarhie tip arbore Accesul la setarile Accesul la setarile

solverului solverului Accesul la setarile Accesul la setarile

geometricegeometrice Accesul la importul Accesul la importul

proiectelorproiectelor Stergerea si Stergerea si

administrarea loradministrarea lor

Drawing BoardDrawing Board

Expunerea grafica a datelor Expunerea grafica a datelor geometricegeometrice

Accesul la setarile Accesul la setarile componentelorcomponentelor

ProfilesProfiles

Ofera 4 tipuri de grafice Ofera 4 tipuri de grafice 2D pentru:2D pentru:

Monitorizarea si analiza Monitorizarea si analiza solutieisolutiei

Compararea rezultatelor Compararea rezultatelor pentru diferite rularipentru diferite rulari

Planul de convergenta Planul de convergenta arata erorile numerice in arata erorile numerice in rezolvarerezolvare

FlomotionFlomotion

Poate fi rulat ca program Poate fi rulat ca program independentindependent

si ca fereastra Flotherm.si ca fereastra Flotherm. Ofera:Ofera:

Expunere si animatie 3D a Expunere si animatie 3D a modelului,modelului,

Mijloace de vizualizare a rezultatelor,Mijloace de vizualizare a rezultatelor,

Animatia curgerii aerului,Animatia curgerii aerului,

Atasarea culorilor si a proprietatilorAtasarea culorilor si a proprietatilor

reale (transparenta, reflectia, reale (transparenta, reflectia, suprafatasuprafata

de materiale),de materiale),

Pete de lumina pentru profunzimea Pete de lumina pentru profunzimea

imaginii, animatia particulelor imaginii, animatia particulelor fluidului... fluidului...

TablesTables

Expune toate setarile pentru Expune toate setarile pentru fiecare element: geometrie, fiecare element: geometrie, tipul componentei, puteri, tipul componentei, puteri, materiale, radiatie, nivelul materiale, radiatie, nivelul ocupat in ierarhia arbore etc.ocupat in ierarhia arbore etc.

FLO/MCADFLO/MCAD

Pentru import-export de fisiere Pentru import-export de fisiere CADCAD

Pot fi importate fisiere cu Pot fi importate fisiere cu extensiile:extensiile:

*.igs -MCAD versiuni 5.1-5.3*.igs -MCAD versiuni 5.1-5.3

*.sat-ACIS versiuni 1.5-6.0*.sat-ACIS versiuni 1.5-6.0

formate de fisiere Step AP214 si formate de fisiere Step AP214 si AP203AP203

FLOGATEFLOGATE

Utilizat pentru transferul Utilizat pentru transferul fisierelor in format IDF fisierelor in format IDF sau PDMLsau PDML

Transfera geometria Transfera geometria proiectului intre Flotherm proiectului intre Flotherm si sisteme software si sisteme software externeexterne

Fisierele pot fi citite in Fisierele pot fi citite in IDF2, IDF3, PDML si Write IDF2, IDF3, PDML si Write PDMLPDML

In fereastra sunt afisate In fereastra sunt afisate mesaje legate de mesaje legate de conversia curenta.conversia curenta.

Command CentreCommand Centre

Pentru studiul efectului Pentru studiul efectului varierii variabilelor din varierii variabilelor din proiectul curentproiectul curent

Ofera grafice si tabele cu Ofera grafice si tabele cu aceste variatiiaceste variatii..

SIMULARESIMULAREAA TERMICATERMICA

Simularea urmareste:Simularea urmareste:

Simularea tehnologica a sursei, in vederea alegerii tipului de Simularea tehnologica a sursei, in vederea alegerii tipului de capsula cel mai eficient din punct de vedere termic.capsula cel mai eficient din punct de vedere termic.

Proiectarea packagingului acestui modul (design, radiatoare, Proiectarea packagingului acestui modul (design, radiatoare, ventilatoare etc.)ventilatoare etc.)

Se alege una din capsulele urmatoare:Se alege una din capsulele urmatoare:1. DIP8 cedeaza caldura prin terminale la un “pad” mare cu rol de 1. DIP8 cedeaza caldura prin terminale la un “pad” mare cu rol de

radiator.radiator.2. SMD8 cedeaza caldura prin terminale la acelasi “pad”. 2. SMD8 cedeaza caldura prin terminale la acelasi “pad”. 3. TO220 montat vertical.3. TO220 montat vertical.4. TO220 montat orizontal, cu partea metalica a capsulei lipita de 4. TO220 montat orizontal, cu partea metalica a capsulei lipita de

“pad”.“pad”.

MODELEMODELE

Rezultatele simularii stationare in cazul unei Rezultatele simularii stationare in cazul unei puteri de 0.5W aplicata cipului puteri de 0.5W aplicata cipului

Cea mai mica temperatura a capsulei : Cea mai mica temperatura a capsulei : TO220 montat TO220 montat orizontalorizontal, , TO220TO220 montat verticalmontat vertical, DIP8, SMD8., DIP8, SMD8.

Placa de FR4 se incalzeste cel mai putin pentru: Placa de FR4 se incalzeste cel mai putin pentru: TO220 TO220 montat verticalmontat vertical, DIP8, SMD8, , DIP8, SMD8, TO220 montat orizontalTO220 montat orizontal..

Temperatura critica de 45°C este atinsa cel mai putin de: Temperatura critica de 45°C este atinsa cel mai putin de: TO220 montat orizontal are temperatura critica sub TO220 montat orizontal are temperatura critica sub 45°C45°C, , TO220 montat verticalTO220 montat vertical, SMD8, DIP8. , SMD8, DIP8.

Valoarea cea mai mica a temperaturii package-ului la Valoarea cea mai mica a temperaturii package-ului la nivelul cipului are loc pentru:nivelul cipului are loc pentru: TO220 montat orizontal, TO220 montat orizontal, TO220 montat verticalTO220 montat vertical, SMD8, DIP8., SMD8, DIP8.

ConcluziiConcluzii

In regim stationar se va opta In regim stationar se va opta pentru pentru TO220 montat orizontalTO220 montat orizontal doarece:doarece:

1.1. Temperatura capsulei este Temperatura capsulei este minima (minima (39°C39°C).).

2.2. Eliminarea caldurii se face cu Eliminarea caldurii se face cu ajutorul “pad-ului” de cupru.ajutorul “pad-ului” de cupru.

3.3. Se poate utiliza si TO220 Se poate utiliza si TO220 montat vertical apolicand alte montat vertical apolicand alte dispozitive de racire fortata ca dispozitive de racire fortata ca in figura:in figura:

ConcluziiConcluzii

Flothermul ofera inginerului o unealta computerizata ce Flothermul ofera inginerului o unealta computerizata ce permite analiza proceselor complexe de curgere a fluidului in permite analiza proceselor complexe de curgere a fluidului in cadrul sistemelor electronice.cadrul sistemelor electronice.

Flothermul ajuta la optimizarea designului fizic al Flothermul ajuta la optimizarea designului fizic al packageului electronic. packageului electronic.