這東西看似沒什麼大不了,但卻是花了我好些時日才搞清楚
總的來說,問題卡在兩點:
1. 風扇直接貼在固體邊界上,導致網格歪曲度過高
2. 解震盪幅度大,用一般的方法做會收斂困難
本篇為PCB Layout joule heating 系列的第三篇(理論上也是最後一篇)
主要討論介電質熱傳導係數以及地形對於模擬的影響 (什麼是地形晚點會解釋)
前兩篇在這裡:
PCB Layout joule heating 1-SIWAVE+Icepak的綜合應用
PCB Layout joule heating 2-Grid density / Local details/ mesh size
另外還有一個注意事項:
PCB Layout 焦耳效應熱分析的注意事項
本篇探討研究:
1. Grid Density
2. Mesh size
3. Local details
對於PCB 局部熱點高溫所造成的影響
前一篇在這裡:
PCB Layout joule heating 1-SIWAVE+Icepak的綜合應用
後一篇在這裡:
PCB Layout joule heating 3-Thermal conductivity/ Landscape
求解發散偶爾也是會出現一些不完全是網格造成的問題
如果我們按照建模流程來分析,第一個可能會發散的關卡是列式,在模擬中稱作建模(modeling)。
這在意義上相當於你如果提給他一組無解的方程式他怎樣都是解不出來的。
這種我比較覺得是bug,而不是技術問題,但的確會發生,可以透過一些工具來避免掉。
第二種就是方程式離散化,在模擬中就是網格了(mesh),網格除了對於求解收斂有直接影響外,還有一個是影響到答案的解析度,有點像是480p對上1080p的感覺。雖然你可以用平滑化去繪製你的圖,但是概念相當於你相機畫素差用修圖補償的意思。
第三種是迭代步長,不管是暫態的time step或是穩態中的網格大小其實概念都是類似,就是你一次迭代打算跑多遠。
想像你現在在打高爾夫,你要把球打進去,首先我們實際點,一桿進洞是不能指望的。當我們終於上到果嶺了,離洞口只有一兩公分的距離,你不換桿,一敲,阿過頭,再敲,再過頭,這就是低位震盪。
如果你一開始就在果嶺呢?
閱讀更多»理論上,相同的問題應該有相同的解,但那是針對解析解而言。
實際上,所謂的CFD使用的通通都是數值解,不然也不會有什麼收斂不收斂的問題了,而數值迭代求解的起點就是給定的初始值。
也因此,可以想像的你如果猜得越準,收斂的速度就越快。
模擬背板風孔有兩種概念: 自己手刻,或是利用載入PCB線路帶入風孔
前者簡單,後者快速
1. 手刻風孔

之所以會說他簡單是因為,在切風孔的時候可以按照自己的需要決定簡化程度,從最簡單的方孔到複雜一點的多邊形都是可以的。而因為簡化幾何的緣故,網格的建立是十分單純,基本上不會遇到什麼問題。唯一花到時間的地方是切風孔的時間就是一刀一刀自己慢慢刻,而如果是長得奇形怪狀的孔的時候就會切到懷疑人生。
2. 載入PCB Layout自動帶入風孔

之所以說他快速是因為風孔的建立完全是載入的同時服貼幾何又漂亮,但是他並不簡單。不簡單的地方在於凡是不簡化幾何的模擬,網格切起來都是讓人懷疑人生,所以兩種方法差別在於你想要切風孔到厭世還是切網格到厭世。
閱讀更多»在實際應用Flotherm操作一個系統機箱的案例後,發現與Icepak的差異的確是有感的,簡單來說大致是這個樣子:
建模與資料庫: Flotherm 勝
網格與求解器: Icepak 勝
多物理耦合: Icepak 勝
基本上,幾何簡單的純粹熱分析,Flotherm 無懸念的比較好用,但是當幾何程度複雜到了一個程度,它因為建模操作和簡化網格佈建所省下的時間漸漸會跟不上運算速度的落後,使得Icepak後來居上。因此誰比較好用變成是一個使用情境的問題了,以下就來好好說明上述的三項使用心得囉~
閱讀更多»The variety of mesh setting in Icepak is always making us love and hate at the same time. Most of the cases, hate is more. That’s one of the reason why so many colleagues choose to embrace Flotherm.
I choose Icepak as my major simulation tool is just because I learned Fluent in school. So once I knew Icepak is based on Fluent engine, hmm… so familiar to me. Of course, they all have their pros and cons. Otherwise, why Icepak can still stand in market, right?
閱讀更多»雖說是比較文,但是其實是個人的心得筆記。
作為長期的Icepak使用者,一直沒有很認真的看看做為市場領頭羊的Flotherm到底有著什麼樣的魅力可以讓用戶傾心,今年終於有機會好好的來學學這套雄霸一方的CFD tool。
未來希望透過幾個面向來瞭解這兩種工具各自的強項: 求解器,建模,網格,後處理,擴充性。以便日後能夠更省時的選擇工具。
閱讀更多»求解發散,99%是網格的問題,剩下的1%我也不知道。
但是網格總是可以長得讓人出乎意料,這次的主題好發於:
1. 切背板不規則的風孔或是
2. 系統散熱問題裡方圓不一的原件
這是一張背板,上面五顏六色的是他的走線,沒有走線的地方是它的風孔

由於走線需求,常常風孔開出來都奇形怪狀,如果稍微有點強迫症不想只是拉個方孔取代他,想稍微描個多邊形孔,日子就開始難過了。
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