Simcenter Flotherm 与HEEDS 联合优化操作
Simcenter Flotherm 是一套针对电子散热领域所开发的分析软体,完全符合电子产业周期性短的特性,可在短时间内得到工程师想知道的结果,在现今Cost down的需求下,特别强调设计变更需求的Simcenter Flotherm,更是发展出最佳化模组来因应时代的潮流,提高工程师的工作效率。透过强大的后处理可视化功能做为实验结果与物理现象的解读,让热流模拟不只是只有参考作用,而是相辅相成地帮助我们厘清固有错误的散热设计迷思与错误经验。
Simcenter Flotherm可以在产品的概念开发过程中,改变原本冗长的开发周期,减少不必要的打样测试,大大节省开发成本。正由于Flotherm非常普遍应用于产品概念设计阶段, 在此阶段, 很多设计方案都还没定案, 仿真需要的是如何在可变动的范围内找出最适合的方案, 仿真优化的重要性便显而易见了。
HEEDS 是一套多学科设计优化软体,不论是结构问题、 流体力学问题、热力学问题, 或者声学问题、NVH问题、动力学问题以及同时存在以 上几项问题,HEEDS 都可以帮助用户寻找最佳解决方案。HEEDS 可与诸多 CAE 工具连接,使设计优化过程自动化。它还能调用多种软体工具进行前处理,后处理,分析计算和多学科优化, Simcenter HEEDS 是目前市面上众多优化软体中,唯一已经可以和电子散热第一品牌 FloTHERM 直接连结的软体,无须使用者撰写程式进行手动方式的控制。
本篇将说明如何利用HEEDS来控制并驱动Fotherm 进行产设计多目标优化
建构Flotherm 热分析模型
首先建立一如下的简单热分析模型, 此模型包含PCB版, 芯片, 散热片, 以及一散热风扇。目的是希望在可变动的范围内调整散热片的高度, 间距及片数 来达到CPU中心温度最低且散热片重量最轻的多目标优化分析。
定义输入及输出变量
要进行优化分析, 必须要先定义好软件内哪些设计变量是可变动的, 以及我们要控制及优化的目标是什么。在Flotherm 中, 我们可以启动Command Center 来定义优化参数, Command Center 本身也是Flotherm 自带的优化工具, 在此不做介绍。
在Flotherm左方的工具条, 单击Command Center 符号启动。
单击Heat Sink物件并勾选需要变动的参数作为输入变量。
单击CPU monitor及Heat Sink物件并勾选需要变动的参数作为输出变量。
至此即定义好优化所需的参数。
导出Flotherm Project 至Pack 文件
右击Project nameExport ProjectPack File, 如下图所示。
定义HEEDS仿真流程自动化
新建一Process, 内容设定为Flotherm Portal。
【Add input fie】选择刚刚所建立的Pack文件, 由于已经套用现有的Flotherm Portal, 直接选择Auto Tag即可, HEEDS会自动辨识出相关的输入参数, 我们要控制的变量为鳍片数量, 高度, 以及厚度。
定义各输入变量之可变化范围。
接下来依同样方式设定输出变量,勾选散热片质量以及CPU温度作为输出。
接下来再Study 阶段, 定义目标为CPU温度最低, 以及Heatsink质料最轻
默认优化方式为SHERPA。
最后进入RUN阶段, 单击RUN, 进行优化求解。
求解过程中可以看到目标值随迭代次数的变化。