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亭悍潘
5 years ago
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1 练习题 6: 添加散热器和风扇该练习指导用户, 通过完成如下任务, 细化电子机箱模型 : 1. 创建一个风扇 2. 创建一个散热器 3. 学习利用局部坐标系更新主板设计本练习中, 我们假定热设计时面临如下两个较大的难点 : 1. 大量多孔部件导致 EMC 设计的问题 2. U18 部件超出了允许的最大节点温度我们试图通过减少开孔的数量 U18 部件上增加散热器引入一个风扇以增加流经机箱的空气流量等来解决这些问题导入 (Load) Tutorial 5, 另存为 "Tutorial 6", 输入标题 "Addition of heat sink and fan" FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 1

由于我们要添加风扇, 把模型改为强迫对流, 就不需要将求解域设置得比机箱大在绘图板 (Drawing Board) 窗口中,

Cutout/Overall Domain 这让您在选择物体时, 可以过滤为选择需要的物体类型您也可以在绘图板 (Drawing

domain) 利用鼠标, 将其尺寸缩小成跟机箱一致在出现的网格改变对话框中点击 No FloTHERM V8.

2 由于我们要添加风扇, 把模型改为强迫对流, 就不需要将求解域设置得比机箱大在绘图板 (Drawing Board) 窗口中, 确保在选择模式 (Selection Mode) 时, 在背景 (background) 中右击, 在出现的菜单中改变当前选择为 Cutout/Overall Domain 这让您在选择物体时, 可以过滤为选择需要的物体类型您也可以在绘图板 (Drawing Board) 窗口的右下角进行物体过滤选择的设置现在在绘图板 (Drawing Board) 窗口中选择求解域 (Solution domain) 利用鼠标, 将其尺寸缩小成跟机箱一致在出现的网格改变对话框中点击 No FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 2

在项目管理 (Project Manager) 窗口中, 点击库管理 (Library Manager) 图标在库 (Library) 文件中, 找到 Sanyo Denki Axial

3 在项目管理 (Project Manager) 窗口中, 如果调色板 (Palette) 不可见, 点击图标选中 Root Assembly, 在调色板中点击组件 (Assembly) 图标命名新组件为 "Ventilation". 在项目管理 (Project Manager) 窗口中, 点击库管理 (Library Manager) 图标在库 (Library) 文件中, 找到 Sanyo Denki Axial Fan 选择 109P0812A202 (80x80x32). 按下鼠标左键, 将风扇拖到 Ventilation 组件中关闭库管理 ( Library Manager) FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 3

在视图 View:0 中, 选中风扇, 点击图标针旋转风扇, 顺时备注 : 在绘图板中旋转物体时, 选择视图是非常重要的

4 风扇默认作为一个盒子显示, 没有标明吹风的方向, 要了解风向, 我们需要改变显示设置在绘图板 (Drawing Board) 中, 找到路径 Edit/ Modify Picture, 勾选 Flow/Source Direction 选项, 点击 OK, 现在我们可以看到风扇的朝向了. 在视图 View:0 中, 选中风扇, 点击图标针旋转风扇, 顺时备注 : 在绘图板中旋转物体时, 选择视图是非常重要的旋转命令会绕您所激活的视图的那个轴进行旋转 FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 4

风扇风向正确后, 下一步要设置其位置如右图所示, 目标位置是 : 跟机箱 (Chassis) 的 LowX 面贴齐风扇的底部和的 PCB 底部边缘贴齐从 X 轴看, 风扇在机箱的中心在绘图板窗口中, 利用贴合物体 Snap to Objects ( ) 和对齐工具 Align Tool ( ) 完成上面要求完成后, 在项目管理 (Project

5 风扇风向正确后, 下一步要设置其位置如右图所示, 目标位置是 : 跟机箱 (Chassis) 的 LowX 面贴齐风扇的底部和的 PCB 底部边缘贴齐从 X 轴看, 风扇在机箱的中心在绘图板窗口中, 利用贴合物体 Snap to Objects ( ) 和对齐工具 Align Tool ( ) 完成上面要求完成后, 在项目管理 (Project Manager) 窗口中, 选择风扇并点击信息图标检查风扇的位置置应该为 : X= 32 mm Y = 20 mm Z = 10 mm, 位如果不对, 利用风扇的位置 (Location) 菜单进行调整 FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 5

$下一步是在芯片上增加散热器我们将用 FloEDA.Bridge 模块来完成在项目管理 (Project Manager) 窗口中, 点击图标, 开启 FloEDA.Bridge 窗口点击 File\Load, 选择 board.$

6 下一步是在芯片上增加散热器我们将用 FloEDA.Bridge 模块来完成在项目管理 (Project Manager) 窗口中, 点击图标, 开启 FloEDA.Bridge 窗口点击 File\Load, 选择 board.flopcb, 导入 ( Load) 主板文件提醒 : 这是我们在练习题 3 中保存的文件会出现一些材料特性被改变的信息, 我们忽略这些, 因为稍候我们会重新创建主板点击 Dismiss. 选择主板中心位置较大的芯片 (U18) 注意到 : 当一个芯片被选中时, 窗口左侧垂直方向排列的图标中散热器图标即会高亮显示的点击散热器 (heat sink) 图标如下参数 :, 在特性页中设置 Z Rotation None Base Thickness 4mm Fin Height 12mm Fin Width 1.25mm Number of Fins 5 FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 6

$(Import material from the library) 在材料库对话框中, 找到 Interface_Materials\Bergquist\Bond_Ply folder.$ 选择 Bond-Ply 660@10 psi 点击添加 (Add) 图标将该材料拷贝到 FloEDA.

7 接着, 在散热器的特性页中, 找到散热器的界面阻抗 ( Heatsink Interface Resistance ) 点击 Typical Interface 文本右边的按钮, 从库中导入材料 (Import material from the library) 在材料库对话框中, 找到 Interface_Materials\Bergquist\Bond_Ply folder. 选择 Bond-Ply 660@10 psi 点击添加 (Add) 图标将该材料拷贝到 FloEDA.Bridge 中确保 Bond-Ply 660@10 psi 已经出现在选择项 (Selected Items) 下面, 点击 OK 回到特性页 FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 7

$选择 File\Save As 保存修改过的 FloEDA.Bridge 文件, 命名为 board_hs.flopcb.$

8 选择 File\Save As 保存修改过的 FloEDA.Bridge 文件, 命名为 board_hs.flopcb. 模型保存完后选择 File\Transfer and Quit. FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 8

$现在, 我们必须将刚才转移过来的带有散热器的新主板定位, 并删除旧的主板在项目管理 (Project Manager) 窗口中, 选择 Edit\Preferences, 确保 Display Positions in 中选择了局部坐标系 (Local Coordinates) 右击组件 Electronics, 检查其位置 (Location), 应该是 50 mm, 20 mm, 6$

9 现在, 我们必须将刚才转移过来的带有散热器的新主板定位, 并删除旧的主板在项目管理 (Project Manager) 窗口中, 选择 Edit\Preferences, 确保 Display Positions in 中选择了局部坐标系 (Local Coordinates) 右击组件 Electronics, 检查其位置 (Location), 应该是 50 mm, 20 mm, 6 mm, 在局部坐标系下, Electronics 组件下所有物体的原点均相对于组件的原点现在, 检查组件 Electronics 下的 board 组件的位置, 应该是 0, 0, 0 mm., 这表示和 Electronics 组件原点一致接着检查新 board 组件的位置, 也应该设为 (0, 0, 0 mm), 这样设置是非常方便的, 就像我们简单地将新的 board 组件移到 Electronics 中, 并且位置和 Electronics 组件的原点重合, 因而, 新的主板和之前的主板具有相同的位置如果你想利用一些在 FloEDA.Bridge 中修改过的主板时, 设置参考组件是一个很重要的概念局部坐标系 (Local Coordinates): 屏幕上 board 组件的位置为 X location = X Electronics_assembly + X board_assembly Y location = Y Electronics_assembly + Y board_assembly Z location = Z Electronics_assembly + Z board_assembly 备注 : 组件也可以旋转这样就延伸了保持参考组件位置和方向的概念 FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 9

10 现在, 我们删除旧的主板, 把新的主板移到该位置上选择目前位于 Electronics 下的 board 组件, 按键盘的 Delete 键 Select board and hit Delete 现在, 用鼠标将新的 board 组件拖到 Electronics 组件中现在, 我们已经利用 FloTHERM 中局部坐标系的特性, 在相同的位置更新了新的 PCB 板 Hold down left button to drag new board into place FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 10

$Region), 在项目管理 (Project Manager) 窗口中利用 Geometry\Reveal, 让其显示在绘图板 (Drawing Board) 窗口中. 检查和域相关的周围物体, 确保散热器周边的网格与 FloEDA.$

11 细看一下 FloEDA.Bridge 给我们提供了什么在项目管理 (Project Manager) 窗口中, 点击查找 (Find) 图标. 在查找 (Find) 对话框中, 输入 : 查找 (Find ) u18 类型 (Type) Assembly 点击查找 (Find) 按钮点击顶部 (Top) 图标示该组件,, 在所有窗口中单独显在这个组件中, 你可以看到 : Compact Component: U18 Region: GR-U18 Heat Sink Smartpart Heat Sink Thermal Interface Material cuboid 域 (Region) 物体 GR-U18 是关键, 它承载着芯片和散热器的网格约束, 同时还有网格局域化选择域 ( Region), 在项目管理 (Project Manager) 窗口中利用 Geometry\Reveal, 让其显示在绘图板 (Drawing Board) 窗口中. 检查和域相关的周围物体, 确保散热器周边的网格与 FloEDA.Bridge 转移过来的完全一致 FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 11

在项目管理窗口中按 Reset 图标重置视图现在, 为了电磁兼容 (EMC) 的考虑,

点击键盘的 delete, 选中 Low X Perf, 点击键盘的 delete 接着, 选中和壁面 Wall (Low Y)

Manager) 窗口中, 选择 Wall (LowX) 下的 Hole 在绘图板窗口中, 改变孔的大小, 使之和风扇相同

12 在项目管理窗口中按 Reset 图标重置视图现在, 为了电磁兼容 (EMC) 的考虑, 我们要删除一些机箱上的孔和相关的通风口在项目管理 (Project Manager) 窗口中选中 Low Y Perf, 点击键盘的 delete, 选中 Low X Perf, 点击键盘的 delete 接着, 选中和壁面 Wall (Low Y) 相关的孔 Hole, 并删除我们将改变机箱的 Low X 壁面上孔的大小, 使之和风扇尺寸一致在项目管理 (Project Manager) 窗口中, 选择 Wall (LowX) 下的 Hole 在绘图板窗口中, 改变孔的大小, 使之和风扇相同 FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 12

$现在, 我们准备运行该模型, 看看加了风扇和散热器后的效果保存 (Save) 模型, 然后选择 Solve\Re-initialize and Solve.$

13 现在, 我们准备运行该模型, 看看加了风扇和散热器后的效果保存 (Save) 模型, 然后选择 Solve\Re-initialize and Solve. 备注 : 这个例子中, 空气流动跟以前的结果完全不同, 因此, 不适宜用以前的结果作为初始值这种情况下, 建议计算前重新初始化 (re-initialize) FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 13

(Flow Rate) 和压力 (Static Pressure) END TUTORIAL 6 FloTHERM V8.

14 求解完成后, 开启可视编辑器 (Visual Editor) 窗口, 试着完成如下内容 : 在 High X Perf 面上创建粒子流, 观察粒子流动情况创建散热器表面温度分布图, 并加上注释 ( Annotations) 利用数据表 (Table), 查看风扇的流量 (Flow Rate) 和压力 (Static Pressure) END TUTORIAL 6 FloTHERM V8.2 Revision Mentor Graphics Corporation Commercial-in-Confidence Page 14

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Microsoft Word - FT82-Tutorial_5_chinese.doc 练习题 5 网格设置和增大求解域本练习通过完成如下任务, 指导用户提升建模技巧 : 1. 增大求解域, 将机箱周围也包含在内 2. 在机箱的重要部件处定义网格约束 3. 局域化网格导入 (Load) Tutorial 4, 另存为 Tutorial 5. 输入标题 (title ) 为 Grid model using localized grid. FloTHERM v82 Revision 01