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SINDA/FLUINT 熱流 熱應力 熱輻射分析系統

此軟體在美國航太界的應用已有 40 多年的歷史,還曾榮獲 1991 年 NASA Space Act Award (美國太空總署貢獻獎),凡參加美國太空總署合作計畫的國家和組織皆須採用 SINDA/FLUINT 進行熱流的分析設計。 


其軟體分別整合了有限元素法 (FEM) 和有限差分法 (FDM) 具備的優點,利用獨特的 Finite Network Method ( FNM ),將 Thermal 和 Fluid 問題以 Network 並聯方式分別表現出其特性後,再以 Network 串聯方式結合,因此可迅速並精確的模擬分析 熱傳導、熱輻射、熱對流及 複雜的兩相流 和低溫制冷、接觸熱阻、隔熱材料等問題 。


應用行業如 電子系統散熱、 熱管 、航太、汽車、空調或環控系統等。


特別是 熱導管散熱模組 (Heat Pipe Modeling) 、迴路式熱管 (Loop Heat Pipe) 、 毛細力熱管 (Capillary Pumped Loops )、熱虹吸式熱管 (loop thermosyphons) , 甚或蒸氣腔體 ( Vapor Chamber ) 等複雜的兩相熱流問題 。 


SINDA/FLUINT Version 4. 7 皆可正確迅速解析,其分析特點如下︰ 
1. 可應用於各種幾何形狀的熱導管散熱模組; 
2. 熱導管表面的對流效應或接觸熱阻皆可分析; 
3. 可選擇工作流體或自行定義新的工作流體; 
4. 兩相熱流的經驗公式定義; 
5. 對於兩相混合採用兩種流體模式; 
6. 氣液均質性; 
7. 不可凝結氣體的預測。 

SINDA/FLUINT 

SINDA/FLUINT Version 4.7 是由 1960 年的太空計畫中的程式碼 CINDA Code 所一直演進的,而在 1986 年第一次版本成立於 NASA 內部,於 1992 年才由 C&R Technologies 正式以商業軟體推出。 
SINDA 是用以解析 Thermal Model 的核心程式; 
FLUINT 是用以解析 Fluid Model 的核心程式; 
SINDA/FLUINT 是一套 “solution engine”。 
內部含有 nongeometric sketch-pad-style SinapsPlus® ,它是一套熱流網路圖繪畫介面。更具有完全利用以 CAD Based ( AutoCad )為主,能快速精確建立熱流問題 model 的 Thermal Desktop V4.7 。

軟體特點:

  • 為一成功整合了有限元素法(FEM)和有限差分法(FDM)具備的優點,獨特的 FNM 將熱傳及流動以所謂的等式 Solver , 快速且精確的分析熱流問題的軟體。

  • 只需熱流工程師建立遇到的熱流問題 模型,就可以其獨特的 FNM 迅速且精確的模擬分析熱傳導、熱輻射、熱對流、及兩相流和低溫制冷、接觸熱阻、隔熱材料等熱流工程師最關心、也是最複雜的熱物理現象的軟體。

  • 是目前世界上功能最強大 的 1-D 熱流設計分析軟體,而且對工程中常用到的流體機械元件 -- 彎頭、閥件、泵、風扇等,已經屬於其內建的參數化元件,獨特的 FNM 針對最複雜的兩相熱流內部現象的解析,尤為強大和實用。

  • 更是目前市面上最聰明的熱流設計軟體之一。軟體本身能讓您在所有元件的參數尚未確定前,即可開始分析,並能在您指定的眾多變數當中,找出系統的最佳化,並進行可靠度分析。 

  • SINDA/FLUINT 軟體在美國航太界的應用已經有 40 多年的經驗,軟體還曾榮獲 1991 年 NASA Space Act Award (美國太空總署貢獻獎),因此,目前世界上參加美國太空總署合作計畫的國家和組織 必須採用 SINDA/FLUINT 進行熱流的分析設計。 

Sinaps Plus

以 Network 連結各熱流分析元素的操作介面前後處理器,使用者可直接在操作介面上繪製出熱流分析網路,並經過 SINDA/FLUINT 核心求解器計算後,即可在原有的熱流分析網路圖上直接顯示計算分析的結果。 

前後處理器 Thermal Desktop

• Thermal Desktop 建立在市面上 CAD 繪圖軟體佔有率最高的 AUTOCAD 軟體操作介面,整合有限差分法和有限元素法的優點;利用獨特的 FNM 解析複雜的 熱流 問題,具有快速建模、模擬分析和後處理。 

• Thermal Desktop 是世界上第一個專門為熱流工程師精心設計的軟體工具,完全直接利用 CAD 建模工具,快速精確地產生熱流模型。

• 其輸入檔,如 I-DEAS, FEMAP, NASTRAN, STEP, IGES 等皆可。 

RadCAD

是一套利用蒙地卡羅光線追蹤法求取形狀因子、輻射率 … 等參數的熱輻射分析軟體。也是世界上第一套結合 CAD 自由曲面參數化的(類似於 TRASYS )熱輻射分析軟體。更是您不能錯過的軟體,提供以下要點: 

• Thermal Desktop/RadCAD 採用快速抓取鎖點建模技術。

• Thermal Desktop/RadCAD 可在 PC 上運算。

• 其計算速度快。

RadCAD的特點:

• 蒙地卡羅光線追蹤法求取形狀因子、輻射率 

• 蒙特卡羅光線追跡法與進階輻射率法計算熱輻射

• 專利的 Oct Cell 技術,大幅提高了計算速度

• 真實幾何曲面

• 鏡曲面和漫射曲面

• 與角度相關的曲面屬性

 • 可對地、對日和定點指向功能的動態變化模型

• 具有基本和都卜勒軌道輸入的完整軌道繪圖封包

• 能顯著節省計算時間的分析群組(Analysis groups)功能

• 資料庫管理的光學屬性功能(Optical Property Aliases)

• 透明體的折射模擬

• Oct Cell 功能最佳化:能自動決定最佳的子單元劃分和每一子單元對應曲面

• 能在用戶指定的軌道位置區間轉動

• 用於拋射(轉移)軌道定義的向量列表法(Vector List)

• 模擬任意位置處紅外/太陽燈的光源定義功能

• 快速旋轉曲面模擬

• 軸對稱/鏡對稱面

• 在已有計算結果上自動判定是否繼續計算(Restart)

• 用於輻射模型檢查是否有重疊(overlap)曲面的快速檢驗算法

RadCAD可接收之圖檔格式如下:

• TRASYS 輸入輸出

• Nevada 輸入 

• STEP-TAS 輸入輸出

• IDEAS 輸入

• FEMAP 輸入

• STEP-209 輸入輸出

• NASTRAN 溫度結果的輸入輸出

• TSS 輸入輸出

• 提供 step-by-step 教材,非常容易學習

FloCAD

FloCAD 是一套能模擬氣冷元件如 : 風扇和水冷的電子散熱設備的分析軟體。包括完整的參數化設計,經由簡單的操作即能完成複雜模型的管理工作。

FloCAD的特點 : 

• 可生成流動網路圖、並計算 SINDA/FLUINT 所需的熱對流係數。

• 後處理可以顯示溫度、壓力、流率。

• 比 CFD 方法快很多的建模和計算技術。

• 不同於非幾何流動網路圖的模擬方法,流體模型能與 2D/3D 熱模型有很好結合。

• 利用 FLUINT “ties” 與熱網路圖曲面自動連接。

• 具有 FLUINT 所有流體網路圖模擬功能,常用流體機械元件的輸入已模組化。

    (1)風扇和泵 

    (2)流道和管路 
    (3)濾網和壓力損失單元 

• 包括乾空氣、濕空氣(舒適度)、水、水 / 酒精、氨水、 PAO 等流體在內的任意工質,用戶也可自定義工作流體。 
• 輸入和輸出 IGES 和 STEP 格式的 CAD 幾何模型。
• 能直接利用 CAD 模型 快速抓取鎖點建模技術。
• 提供真實曲面如:錐面、球面等,避免用許多平面擬合曲面以致出現成千上萬的小平面。
• 輸入 TRASYS 、 TSS 、 STEP-TAS 和 Nevada 幾何模型。
• 常用接頭的 K-factor resistance 模組。
• 計算流長和面積的輔助工具。
• 便於 FloCAD 操作的工具欄。
• 可在 PC 上運算。
• 提供 step-by-step 教材,非常容易學習。

FloCAD 是 Thermal Desktop®軟體的選購模組,而 Thermal Desktop 處理曲面和實體間的熱傳導和熱容量問題,可以設置任意節點,經由創新的自動網格簡化技術使得軟體本身能支持 FEM 模型,且計算結果能應用到熱應變的計算軟體,如 NASTRAN 、 FEMAP®、 IDEAS/FEA®、 IDEAS/TMG®… 等。 同時提供用於熱輻射計算的 RadCAD(另述) 。