【案例分享】Flotherm瞬态分析总结

电子散热分析 中，通常以稳态（Steady State）结果作为分析依据，在此状况下可以观察到整个模型热场流场稳定后的结果。如需观察温度随时间变化的曲线图，则必须设定随时间变化的热源（Transient Attribute）、瞬时时间网格（Transient Grid），以便观察各时间点整体计算区域的热量传递速度及流体扰动状态。

来分享一下案例~

项目分析 ：

一块300mW的IC，功率线性上升，在30s的时间内，温度随时间变化的情况，如下图所示：

1.Summary模块介绍

Summary模块主要是对时间网格的计算统计。包括最小时间步的大小和位置信息，可以用来检查已经加载可重要瞬态边界条件 的详细时间步。其中Number of Steps用来控制整个求解过程中时间步的数量，Size和localize 可以设定最小时间步的大小和位置，进行细部控制，并进一步控制瞬态边界条件。本项目设置如图。

在此列举两个周期性的例子：风扇的开启和关闭、电池的消耗与充电。

2.Overall Transient模块介绍

在这个模块，主要涉及瞬态分析总时间（Total Transient Time）、瞬态分析 周期（Transient Solution Period）和最小允许时间步（Keypoint Tolerance）这三个指令。

Total Transient Time为瞬态分析计算用的总时间；Transient Solution Period是对瞬态分析总时间的划分，分为若干个周期，用来对计算数据进行分段记录。例如：假设总时间为12个小时，每两个小时为一个周期，那么在Total Transient Time中将设置为Start Time=0，End Time=12，在Transient Solution Period 中设置Duration=2，它的Start Time默认为0，当一个周期结束后，Start Time自动变为2，依次类推。Keypoint Tolerance为最小允许时间步，Keypoint位于每一时步的起始时间和结束时间，以形成时间网格。

3.Time Patches模块介绍

Time Patches译为时间的补丁，主要有三个地方需要设置。Start Time和End Time主要用来设定瞬态求解的开始时间与结束时间；Number of Steps Control用来定义每个时间段的密度，有Additional Steps、Minimum Number、Maximum Size三种形式；Time Step Distribution主要定义时间步的创建方式，Index的含义是当时间网格间距选择increase或decrease的形式建立时，时间网格间隔数的幂次 在此设定。

其中Uniform用来创建相等持续时间的时间步；Increasing Power用来创建递增的时间步，时间步会随着时间的推移而变长；Decreasing Power用来创建递减的时间步，时间步 会随着时间的推移而变短；Symmetric Power主要创建以中间时间为对称，先递增再递减的时间步。

4.Save Times模块介绍

Save Times模块中，Every Nth Step为正整数，用来定义保存数据时间步之间的间隔。例如，一组8步的时间步，如果Every Nth Step定义为2，那么数据保存分别在1st 3st 5st 7st步进行保存。具体可以在输入数值后，点击Populate，进行信息植入。

5.Transient Function模块介绍

此处用来设定瞬态函数，即零部件的发热量随时间变化的函数。

通过本案例，总结出了使用Flotherm解決瞬时问题时，需要的注意事项如下：

1、必须设定材质的密度（Dendity）和比热（Specific Heat）。因为通常稳态 的求解案例中，因为其密度及比热 不随时间而变化，可以忽略不设定，但是瞬态求解案例，就必须要设定了。

2、时间网格（Transient Grid）的设定：Flotherm是一款自动网格系统热流仿真软件，当设定瞬时热源后，软件本身会自动设定其时间网格 ，所以在求解瞬时问题时，可以先设定瞬时热源再设定时间网格。

3、通常瞬态求解 时，靠近开始时间的时步设定较小，网格需要划得密一些；而靠近结束时间段时，逐渐趋于稳态，时间网格可划得较为稀疏，所以Time Step的型式中，选择power-law 选项中的increasing power是较为理想的方法。

这几个操作模块的掌握非常关键，希望对大家有所帮助。