热阻(Rth)模型
熱抵抗(Rth)モデル
理论与物理
概述
老师! 今天要讲的是热阻(Rth)模型对吧? 那是什么东西呢?
串联与并联的热阻网络。这是一种用于从封装到系统级别进行温度预测的标准方法。
支配方程
$$ R_{\theta} = \frac{\Delta T}{P} $$
$$ R_{\theta,total} = \sum R_{\theta,i} + \frac{1}{\sum 1/R_{\theta,j}} $$
也就是说,如果在热阻这部分偷懒,之后会吃苦头对吧。我铭记在心!
离散化方法
这个方程,在计算机上具体是怎么求解的呢?
使用有限元法(FEM)进行空间离散化。组装单元刚度矩阵,构建整体刚度方程。
矩阵求解算法
矩阵求解算法,具体是指什么呢?
通过直接法(LU分解、Cholesky分解)或迭代法(CG法、GMRES法)求解联立方程。对于大规模问题,带预处理的迭代法非常有效。
| 求解器 | 分类 | 内存使用量 | 适用规模 |
|---|---|---|---|
| LU分解 | 直接法 | O(n²) | 小〜中规模 |
| Cholesky分解 | 直接法(对称正定) | O(n²) | 小〜中规模 |
| PCG法 | 迭代法 | O(n) | 大规模 |
| GMRES法 | 迭代法 | O(n·m) | 大规模・非对称 |
| AMG预处理 | 预处理 | O(n) | 超大规模 |
也就是说,如果在有限元法这部分偷懒,之后会吃苦头对吧。我铭记在心!
商用工具中的实现
那么,要做热阻(Rth)模型,可以用哪些软件呢?
| 工具名称 | 开发商/现状 | 主要文件格式 |
|---|---|---|
| Ansys Mechanical (旧ANSYS Structural) | Ansys Inc. | .cdb, .rst, .db, .ans, .mac |
| COMSOL Multiphysics | COMSOL AB | .mph |
| Ansys Fluent | Ansys Inc. | .cas, .dat, .msh, .jou |
| Simcenter STAR-CCM+ | Siemens Digital Industries Software | .sim, .java, .csv |
供应商谱系与产品整合历程
各个软件的起源,是不是都挺有戏剧性的?
Ansys Mechanical (旧ANSYS Structural)
请告诉我关于「Ansys Mechanical」的信息!
COMSOL Multiphysics
请告诉我关于「COMSOL Multiphysics」的信息!
1986年在瑞典成立。最初作为与MATLAB联动的FEMLAB开始,后更名为COMSOL。在多物理场方面有优势。
当前所属: COMSOL AB
听到这里,我终于明白为什么的开发如此重要了!
Ansys Fluent
接下来是关于Ansys Fluent的内容对吧。具体是什么?
由Fluent Inc.开发。2006年被Ansys收购。基于非结构网格的通用CFD求解器。
当前所属: Ansys Inc.
哦~,关于的开发故事,真是太有趣了!请再多告诉我一些。
文件格式与互操作性
在不同求解器之间转换模型时,需要注意单元类型的对应关系、材料模型的兼容性、载荷与边界条件的表达差异。特别是高阶单元和特殊单元(如粘聚单元、用户自定义单元等),在求解器之间通常无法直接转换。
原来如此…格式这东西,乍一看很简单,实际上却大有学问呢。