如何建立windtunnelboard之compactmodel

如何建立如何建立 wind tunnel board 之之 compact model 勢流科技勢流科技 熱流分析工程師熱流分析工程師 杻家慶杻家慶 導論 在一個類似伺服器的電子系統中，往往會有許多 PCB 板的存在，如果我們要利用detail model 來建立這些 PCB 板與其 component，所得到的 model 勢必非常的複雜，這樣一來網格數就會增加許多，而計算的時間也會相對的增加。因此在一個大型的電子系統中，這些 PCB 通常都會以 compact model 來建立。以下則以一個簡單的 wind tunnel board 為例，建立一個從在風道中 PCB 之 detail model 轉換成 compact model 的步驟。建立步驟 步驟一：建立一個建立一個 wind tunnel board 的的 detail model，並且完成模擬。，並且完成模擬。步驟二：在風通道上設定四組不同的風速，以模擬在不同風速下所對應的壓降在風通道上設定四組不同的風速，以模擬在不同風速下所對應的壓降（為何為四組，請參考步驟四之說明）。模擬不同風速下所對應的壓降，有以下兩種方法可以求得：1.分別設定不同的風速，並個別模擬之，最後再從 monitor 的資料中取得。2.利用 command center 來設定不同風速，以進行模擬（此方法適用於瞭解 command center 的使用者，所以對於簡單之步驟予以省略）。Command center 的設定方式如下：(1)打開 command center 並選擇至 input variables 的選項，並在樹狀圖下的board?boundaries?inflow?parametric data?fixed flow normal velocity 中設定。設定其變數為 linear 型式，step size 為 100，number of positive steps 為 3，number of negative steps 為 0。(2)monitor variable。轉換至 output variables 並在樹狀圖中的 board?results?exit region?temperature?X high temperature high 與 board?results?initial monitor point?pressure 與 X velocity，分別針對 X high temperature high、pressure 與X velocity 進行監測。(3)進行模擬，求解完後在 scenario table 取得各風速下模擬所要得到的結果。步驟三：將步驟二所模擬的結果，利用表格記錄下來，並利用記事本建立不同風速所對應的壓降。Velocity(m/s)Pressure drop(Pa)Temp()0.508 0.865 64.7 1.016 2.419 59.9 1.524 4.535 58.2 2.032 7.178 57.43 步驟四：連上 FLOTHERM 網頁（），並登入 user support，並進入 support的 webpart，選擇 advanced resistance generator。輸入所需要的資料，其中 x,y,z 為所要簡化的物件大小（包含 PCB 與 component）。上傳步驟三所建立的記事本。產生 pdml，並下載之。PS：為什麼要用四組以上不同風速對應不同壓降的值？：為什麼要用四組以上不同風速對應不同壓降的值？因為我們要利用不同的風速與壓降值，代入以下兩公式去計算在設定 resistance 中所需要的 a,b 值。因為方程式中有兩個未知數（a,b）的關係，所以必須至少要有 2 組以上的數值。步驟五：將將 detail model 替換成替換成 compact model。1.先以 resistance model 替換原來的 PCB detail model。注意：下載的 resistance model 所採用的是 local 座標，且於 z 方向才有阻抗，所以必須要利用旋轉 model 的方式，將 resistance model 阻抗的方向，擺放在欲建立阻抗的方向上。2.建立一個與 resistance 的 source，並設定其 total source 為 detail model 中 PCB 上的總發熱瓦數。步驟六：Check compact model。利用步驟二所設定的風速進行模擬，求取其壓降及溫度的值，並繪製成步驟三的表格且比較之。結論 建立 wind tunnel board 的 compact model 其實只要把握兩點原則。第一點為使建立成 compact model 後與 detail model 所造成的壓降一樣，所以以 resistance 來替代原先的model，並以原先的速度與壓降的關係，來設定 resistance 的阻抗值。第二點則利用 source的方式來替代原先 PCB 上的總發熱量，使風經過 PCB 之後所監測的溫度是一樣的。