FloEFD
概述
FloEFD是一套泛用型計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD)分析軟體,嵌入Solid Edge等主要CAD系統,可模擬流體流動和熱傳遞現象,廣泛應用於空氣動力學、電子冷卻、動力傳動、渦輪增壓、照明、電力、液壓設備、熱交換器等領域。與其他CFD工具不同,傳統數值方法在FloEFD中透過獨特的分析經驗模型進行擴充,更易於使用(無需CFD專家),因此FloEFD能以更高的準確度更快速地提供答案。FloEFD可以在不同的設計階段使用,特別對於CAD設計工程師在產品設計初期的概念設計階段最具效益。



核心價值
容易使用
以設計為中心的模擬工具,為設計和分析提供單一CAD嵌入式環境,從而使CFD分析容易使用。
快速
智能技術和自動化有助於將復雜幾何體的總體模擬時間縮短75%,從而能夠快速探索設計方案並驗證結果。
準確
許多工程人員使用FloEFD來解決包括汽車、航太、製造和電子等眾多行業的實際工程問題。
使CFD普及化
將熱流分析程式嵌入到CAD作業環境,使大多數工程師及設計者能夠運用於產品設計,不再只有少數CFD專業人士使用。

分析項目
- 內部流與外部流
- 穩態分析與暫態分析
- 可壓縮流與不可壓縮流
- 自然對流、強制對流與混合對流環境
- 熱輻射分析與太陽輻射
- 考量表面粗糙度之邊界層效應
- 層流與紊流包含過渡區
- 多相流分析
- 流體、固體與多孔材料熱傳現象
- 非等向性熱傳材料分析
- 非牛頓流體
- 粒子流模擬
- 相對溼度
- 旋轉機械
- 自由液面

關鍵優勢
關鍵優勢一:嵌入CAD系統
- 直接使用 MCAD 軟體的模型檔。
- 自動判別流體及固體區域。
- 無須進行 CAD 圖檔匯出及匯入動作。
優點:
- 沒有 CAD 轉檔,就無須處理因為轉檔導致的破面問題;
- 沒有定義流體及固體區域的困擾;
- 機構設計及 CFD 模型同步處理;
- 減少重新建模的時間及可能發生的錯誤;

關鍵優勢二:快速自動化沉浸邊界笛卡爾網格劃分
- 自動對流體與固體區域劃分網格。
- 依物理特性與外型特徵進行網格加密。
- 使用者亦可利用參數控制網格的生成。
優點:
- 無須花太多時間手動網格生成;
- 無須高深的 CFD 理論基礎即可以生成高品質網格;
- 減少運算時間並可獲得精確分析結果;

關鍵優勢三:專為工程師設計直觀易用的介面
- 容易使用的的導覽精靈,引導使用者模型設定;
- 廣泛的結果分析及後處理功能;
- 可輸出 Microsoft Office 格式的結果報告;
優點:
- 無須 CFD 專家進行參數設定;
- 縮短模型設定時間;
- 報告文件自動生成;

關鍵優勢四:獨特過渡紊流k-ε模型
- 自動層流到紊流CFD建模與通用,網格獨立修改2方程壁功能
- 層流、過渡和紊流狀態自動確定,不需指定流量特性(流動模式),即可在同一模型模擬出由層流 → 漸變流 → 紊流的現象。
優點:
- 無須 CFD 專家進行參數設定;
- 相較於傳統 CFD 軟體處理方式,FloEFD的設定時間更短且計算結果更精確;

關鍵優勢五:唯一雙尺度壁面函數修正邊界層效應
- 接近壁面的網格採用Smart cells技術定義;
- 修正邊界層效應的模擬;
- 精確捕捉流體流動和傳熱遞的邊界層物理現象;
- 濃度邊界層現象模擬;
優點:
- 包括靠近壁面的邊界層效應均能精確模擬;
- 無須 CFD 專家進行邊界層參數設定;
- 減少傳統CFD方法,靠近壁面的試驗和錯誤設定;

關鍵優勢六:內建自動求解收斂控制
- 穩健的收斂行為;
- 可針對模型選取點、面、體、計算域中的任何變數做收斂控制;
- 使用者可定義代表性的方程式做收斂控制;
- 第一次運算即可收斂,沒有額外的數值發散;
優點:
- 減少因為計算不收斂而必須重新計算的次數;
- 短時間運算可以評估多種不同的設計方案;
- 消除 CFD 專家困擾的計算不收斂的問題;

關鍵優勢七:多變量“實驗設計”分析
- 採用『what-if』的設計概念,直接利用參數對模型進行最佳化設計;
- 最佳化模型可以直接被CAD採用;
- 使用批次求解,大幅減少計算時間;
- 透過參數化分析介面變更參數,比較結果;
- 修改設計,自動重新生成網格並求解;
優點:
- 產品設計初期階段即可進行優化設計;
- 可讓 CFD 專家專注在關鍵問題研究上;

其他優勢:資料庫完整
包含各種散熱分析所需資料,如接觸熱組、接觸電阻、風扇、散熱鰭片、LED 、材料(固體、流體、氣體、非牛頓流體、混和物等) 、多孔介質、致冷晶片、PCB板、輻射材質(可隨波長變化)。

其他優勢:輻射功能齊全
輻射模組包含:
- Discrete Transfer(離散傳輸) ;
- Discrete Ordinate(離散座標)——業界最常使用;
- Monte Carlo(蒙地卡羅)——計算最準確,具學術研究價值;
- 可計算太陽輻射(包含太陽輻射資料庫);
- 與波長相關之各輻射性質(吸收率 & 放射率 & 折射率);
上述Discrete Ordinate(離散座標) & Monte Carlo(蒙地卡羅)模組可以準確計算透明 & 半透明物體之反射(reflection)、吸收(absorption)、折射(refraction)等輻射效應。

其他優勢:無平行處理的費用
不同於其他熱流軟體需要支付昂貴可觀的平行處理費用,FloEFD可在單一電腦上使用所有核心進行平行處理(Parallel Processing)求解計算,無須支付額外費用。
註:平行處理(Parallel Processing)是將計算程序(數值模型)分解成許多更小的步驟,並將這些步驟交由不同的運算裝置(CPU),同時進行運算,之後將運算結果合併,求出解答。因為它可以改善多核心處理器架構下的運算速度,而日漸受到重視。

FloEFD vs.傳統CFD
FloEFD是一個經過驗證的偕同CFD解決方案,已累積過20年的開發時程及成功案例,特別是在許多大型航空、汽機車及其周邊零組件領域有豐富的導入經驗。透過數值近似以及六面體正交自動智能化網格,提供一個內嵌於CAD內的偕同CFD軟體。相較於耗時的傳統CFD軟體,能夠提升2到40倍的工程效率。偕同CFD有助於縮短產品上市時間和降低設計成本,加上強大的設計創新功能,適合設計者及專業分析人員於產品設計週期前期使用。

產業應用
- 航太科技 & 國防
- 車輛 & 車用零件
- 電子 & 周邊零組件
- 建築 & 廠房通風
- 製造 & 設備業
- 照明 & 生活家用

選購模組
電子散熱模組(Electronic Cooling Module)
- 熱管簡化模型;
- 多孔板;
- 雙熱阻元件(設定Rjc & Rjb)
- 電路板(給定各層銅箔覆蓋率,計算出PCB熱傳導率) ;
- 致冷晶片模擬;
- 計算焦耳熱效應;
- 超過1000筆風扇資料;
- 材料庫(包含各種固體、流體氣體、TEC 、TIM介質……) ;

LED模組(LED Module)
- 直接匯入 T3Ster 及 TeraLED 測試數據,提供 2R 及 RC resistance network compact model,使用者只需要輸入電流資料,即可計算 Heat Dissipation 及 Luminous Flux。
- 輻射模組Discrete Ordinate(離散座標);
- 輻射模組Monte Carlo(蒙地卡羅);
- LED材質庫;
- 水膜功能(Water Film)可模擬霧氣生成 & 霧氣消散;
- 可分析塑膠材料的吸水過程(Sorption);

暖通空調模組(HVAC Module)
- 專為建築通風分析的客戶所開發,能輸出熱舒適性分析參數;
- 輻射模組Discrete Ordinate(離散座標);
- 暖通空調專用資料庫;
- Tracer Study汙染物濃度擴散分析;

進階應用模組(Advanced Module)
- 超音速流;
- 極音速流;
- 燃燒反應
- 化學反應;
- 質傳分析;
- 蒸發與凝結二相分析;
- 水膜功能(Water Film)可模擬霧氣生成 & 霧氣消散;
- 可分析塑膠材料的吸水過程(Sorption);


電路模組(FloEDA Bridge Module)
- 讀取各種電路layout軟體檔案,如Expedition CC or CCE file、IDF 、ODB++。
- 熱組網路(Network Assembly)可以設定Delphi熱組模型,分析更準確。
- 支援 Solid Edge,SolidWroks,Creo,NX,Catia V5。

電子散熱中心(Electronics Cooling Center)
這包括其他幾個模塊的功能:
- 電子散熱模組(Electronic Cooling Module)
- 電路模組(FloEDA Bridge Module)
- 快速創建電子封裝BCI-ROM & Package Creator
- T3Ster自動校準
- PDML文件導入
行業應用
- 裝置流量係數判定
- 擠出流程優化
- 噴射馬達尺寸
- 泵效率
- 風扇曲線判定
- HVAC管道尺寸/放置
- 飛機ECS(Environmental control system,環境控制系統)設計

- 電子冷卻
- 熱交換器效率
- 注塑設備冷卻
- 擋風玻璃除冰
- 輻射照明
- 發動機冷卻
- 油冷卻器設計

- 空調管道設計
- 噴嘴設計
- 進氣歧管(EGR追踪,Exhaust Gas Recirculation廢氣再循環)
- HVAC – 污染物濃度,排放物追蹤,煙霧擴散
- 熔爐和燃燒反應

- 空氣動力性能試驗
- 空蝕預測
- 氣動噪音最佳化
- 進氣歧管和排氣歧管設計
- 汽車發動機缸內流場預測

- 空氣動力係數
- 閥門作用力
- 表面摩擦力
- 建築物、橋樑上的風荷載
- 用於應力分析的流動負載
- 扭矩預測

- 散熱器設計最佳化
- 符合散熱元件限制
- 預測溫度分佈
- 熱傳最佳化
- 流體流動最佳化
- 材料選擇
