6SigmaET — CAE术语解释

因为物理机制完全不同。对流是流体（空气或水）的运动引起的热传递，例如由风扇引起的强制对流，热传递系数是自然对流的5~10倍。另一方面，辐射是通过电磁波的热传递，即使没有流体也能在真空中传播。在服务器机架内，PCB基板向机箱的辐射热传递可占总热负荷的20~30%。

材料和表面状态影响很大。抛光铝的发射率约0.05，非常低，而接近黑体的哑光黑色涂层的发射率超过0.9。6SigmaET的材料库中注册了与实测值接近的默认值，如阳极氧化铝ε=0.77、黑色涂料ε=0.91。使用按照JIS R 3106等规格测量的值是最可靠的。

这是计算每个体素（体积单元）之间热流密度的核心。例如，铜（热导率398 W/mK）的板材与FR4基板（约0.3 W/mK）接触时，温度梯度相同但流过的热量相差1000倍以上。6SigmaET根据这个公式

几何形状的适应性完全不同。有限元法根据复杂形状切割不规则网格，而6SigmaET用均匀的直方体体素填充整个空间。对象通过体素"填充"的方式近似。优点是复杂的导入形状、风扇和翅片的安装非常快速。代价是圆形和曲面被近似为阶梯状，因此为了捕捉局部流动和热传递，需要足够细的网格（体素）。

这通常不够。体素具有均匀的物性值。用0.5mm体素的2层来表示1mm的薄片，虽然可以表示薄片本身，但为了正确建模相邻金属表面的接触热阻，需要单独设置"间隙"对象。在实际工作中，相对于主要热流路径（如散热翅片之间的流动）方向，最少应该有3~5个体素存在。例如，翅片间距2mm时，体素大小的目标是0.4~0.6mm。

大多数情况下，默认设置（例如能量残差1e-6、监控点温度变化0.01°C/迭代）就足够了。但是在自然对流占主导的密闭机箱中，温度非常缓慢地达到平衡，因此需要把监控点变化量改为0.001°C/迭代，或将最小迭代次数增加到500次。反之，在强制对流和流动定常的情况下，残差1e-4通常在实践中就足够了。请记住，质量守恒方程（连续方程）的残差通常是最难收敛的。

这样做会失败。首先应明确"热设计目标"。例如"CPU芯片温度Tjmax=100°C不超过"。其次，通过手算或1D模型粗略估计主要热流路径和热阻。然后用6SigmaET详细化，但最初应制作极端简化的模型（仅主要发热体、散热器、机箱），进行"冒烟测试"来确认体素大小和边界条件。在这个基础模型稳定后才导入CAD，逐步添加详细形状，这是铁则。

至少要确认以下几点：

直接瞬态分析能力有限，但可以用代表性的稳态分析涵盖典型工况。例如，风扇曲线（静压-流量曲线）可从Nidec和Delta等制造商获取数据，输入到"风扇曲线"对象中。热敏电阻控制可以用"SmartPart"功能的"控制体积"伪实现。具体来说，可以根据特定的监控点温度，通过"查询表"切换另一个风扇的转速或加热器的功率。这本质上是多个稳态快照的仿真方法。

核心技术相似，但开发母体和集成环境有很大区别。FloTHERM是由Mentor Graphics（现为Siemens EDA）开发，特别针对电子系统热设计，与PCB布局数据（IDF）的联合强。另一方面，6SigmaET由Future Facilities开发，是"6SigmaDC"套件的一部分，可以从数据中心整体机架配置到服务器内部进行一致建模。在GUI操作性方面，6SigmaET的拖放中心直观部件配置通常受到好评，学习曲线相对缓和。

应用场景明确分工。Icepak和FLOEFD可以直接利用CAD形状进行高精度分析，能评估复杂曲面和微小结构（如散热翅片端部半径）的影响。但模型构建和网格生成耗时，设计初期的试行次数受限。6SigmaET更多地表现为"设计探索工具"，即使形状未确定，也可以通过组合块快速了解热的趋势（增加翅片数vs加强风扇，哪个有效）。在重视速度和折中分析的场景中表现出色，精度次之。

直接耦合分析功能有限，但通过数据交换可进行间接联合。最常见的是与热应力分析的联合。将6SigmaET计算得到的稳态温度分布导出为CSV或VTK格式，导入到Ansys Mechanical或Abaqus进行热变形和热应力计算。对于电磁-热的联合，例如用Ansys HFSS或SIwave计算的导体损耗（W/m³）分布，可以映射到6SigmaET的"热源"对象，进行考虑更准确发热分布的热分析。但这种情况下也是单向数据交换，而不是迭代耦合计算。

首先怀疑"过度发热"和"流路堵塞"。发散是在试图计算物理上不可能的状态时发生的。具体来说：

典型原因有两个：

系统误差通常是热阻估计不准。按以下顺序检查：