Simcenter FLOEFD 2306 最新版主要新增功能介紹
最新的 Simcenter FLOEFD 2306 版本增強了 CAD-GUI 的 CFD 軟體功能，加快了電子散熱設計工作流程，在結構分析領域增加了多物理場模擬的改進，以及許多新的功能，以説明工程師建立複雜的模型，模擬更快並保持集成。繼續閱讀以下內容，瞭解更多主題，包括 Simcenter FLOEFD 新的嵌入 Simcenter 3D 版本，以及利用西門子 Xcelerator 連線性對產品生命週期管理流程做出的進一步改進。
1. 功率元件熱管理：IGBT 等效模型
從汽車電氣化到可再生能源的電源模組利用功率半導體進行固態開關。許多功率模組的核心，即使越來越多地採用 SiC MOSFET 和基於 GaN的器件，分立絕緣柵雙極電晶體（IGBT）在許多應用中仍然占主導地位。IGBT 的熱管理對可靠性至關重要，準確預測結溫很有價值。
在穩態下類比元件的常見熱建模方法之一是 2R（雙熱阻）模型。然而，在典型的 2R 建模方法中，功率被設定為一個常量值或由一個簡單的方程式決定。這種方法不適合 IGBT，因為 IGBT 會有電氣損失，使用非線性電流-電壓特性可以更好地預測。在 Simcenter FLOEFD 2306 中為IGBT 建模的一個新選項是將電元素和 2R 模型結合起來，使熱源可以通過非線性電流-電壓特性曲線來確定。而 Simcenter FLOEFD IGBT 精簡模型在模擬過程中是如何操作的？在當前反覆運算中獲得一個結溫值，用於從 I-V 圖中預測 IGBT 的功率，然後可以作為熱源應用到 2R 模型中，並隨著反覆運算的進行而不斷更新。這個簡短的 1 分半影片展示了 IGBT 精簡模型的設置、後期處理和產生實體選項的步驟。
2. 降階建模：BCI-ROM 擷取時的參考溫度
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矩陣形式的邊界無關降階模型（BCI-ROM）繼續被採用，以進行暫態分析，用於改進電路模擬工具（VHDL-AMS格式）中的電熱建模，並支援系統模擬（FMU格式）。這項行業領先技術的公認價值在於，在一個可用於任何熱環境的降階模型中保持三維傳導熱模型的準確性。對於材料具有溫度依賴性的模型，過去有一個額外的步驟，即所有的溫度依賴性都需要用常量值替換。通過在匯出設置中指定參考溫度，可以在一個更精簡的過程中為所有材料自動獲得依賴的常量值。
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3. 組件管理器：導出及導入組件列表
你現在可以通過 Microsoft Excel 試算表管理大量的電子元件材料和元件屬性，如功耗。元件屬性可以匯出到 Excel 試算表中，然後編輯並導入。匯出的清單中的元件順序遵循原始設計者的層次結構。可供編輯的屬性包括：組件材料；體積熱源值；2R 元件（資料庫中的實例和熱源）；LED 元件（資料庫中的實例和電流）。
4. 結構分析功能增強
- Simcenter NASTRAN 與 Simcenter FLOEFD 的非線性求解器連接
電子行業和其他行業的許多結構分析應用需要非線性求解器功能。Simcenter FLOEFD 和 NASTRAN 非線性結構求解器之間的新連接現在已經實現。這意味著您可以在 Simcenter FLOEFD 中為非線性分析模擬配置一個新專案，並在同一介面中求解和查看結果。下面的影片顯示了在Simcenter FLOEFD 中使用 NASTRAN 非線性求解器連接和配置類比的步驟。
- 結構分析：大位移模型的建立
為了考慮到幾何體大位移引起的結構非線性行為，Simcenter FLOEFD 2306 現在利用 Simcenter NASTRAN 非線性求解器 401。在下面這個影片中，您可以探索其中的步驟：
- 結構分析：基於公差的接觸
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對於結構分析工程師來說，一個關鍵的預處理階段包括定義重合體或中間有間隙的體表面接觸。使用許多行業的模擬工具，這可能會很耗時，特別是對於非理想幾何形狀的情況，然後需要進行額外的幾何形狀準備。在 Simcenter FLOEFD 2306 中，用戶現在可以利用自動創建接觸的功能。
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考慮一個真實的案例，如汽車大燈裝置，具有複雜的幾何形狀，安裝了電子元件，並使用球狀接頭安裝了一個燈的連接器。為了進行準確的分析，需要考慮到球形接觸，但是這通常會帶來一些挑戰，並且預處理需要大量時間。現在，使用 Simcenter FLOEFD 2306 基於公差的接觸自動創建，可以更容易地創建這種接觸。下面的影片顯示了使用這個新功能的步驟:
- 結構分析：網格長寬比控制--提高薄板幾何體建模的效率
出於效率的考慮，用較高長寬比對薄板或薄的幾何部件（如 PCB 層）進行建模在計算上是有利的。使用者現在可以在結構網格設置中為特定的元件指定一個最大長寬比。設置網格長寬比的步驟在以下這個簡短的影片中有所說明:
- 結構分析：頻率分析的目標
Simcenter FLOEFD 2306 中的模態頻域分析得到了增強。模態頻率分析的結果特徵值現在可以被設置為分析的目標值，因此可以作為參數研究或優化的目標函數，這樣你就可以更充分地探索設計空間。
5. 網格劃分速度提高
下面有一些關於直角坐標網格生成器加速和優化不同模型的例子，其中顯示了不同的網格數和零件數。正如你所看到的，在可擴展性方面，對於一個 1~2 千萬網格的模型，32 個核心提供了 9-12 倍的速度提升。這是相對之前版本 2-3 倍速度提升的重大改進。
6. 更快速的 PCB 資料匯入：EDA 接口及 SmartPCB 速度提升
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EDA 介面的導入和 SmartPCB 的生成在速度上有了很大的提高，同時也減少了編輯 SmartPCB 功能後的更新時間。您可以在左側的案例中看到，在 2205 版和新的 Simcenter FLOEFD 2306 版之間，具有54M 網格的 PCB 模型的 SmaretPCB 導入和網格生成速度提高了6倍以上。這種版本之間的進步繼續有助於加快您的 ECAD 到 CAD 嵌入式熱分析工作流程，因此您可以在緊迫的專案時間內評估更多的 PCB設計。
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7. FLOEFD for Simcenter 3D 增強得多物理場分析
Simcenter FLOEFD 現在可以通過基於 Token 的許可向 Simcenter 3D 用戶提供。這就把 Simcenter FLOEFD 的計算流體動力學功能帶到了Simcenter 3D 的多物理學桌面介面，供分析人員使用。這個產品被稱為 Simcenter FLOEFD SC。啟動後，Simcenter FLOEFD SC 作為一個流動分析標籤出現在熟悉的 Simcenter 3D 介面中。這是在支援使用 Simcenter 工具的 Siemens Xcelerator 客戶方面邁出的一步，這些客戶要求進行更多的集成，工程使用者角色可以從單一環境中受益。初步，Simcenter FLOEFD SC 將包括三個模組：基礎模組、電子模組和照明模組。
