Simcenter FLOEFD - CAD 整合的計算流體力學（CFD）解決方案
什麼是 Simcenter FLOEFD？
Simcenter FLOEFD 是一款嵌入式 CFD（計算流體力學）軟體，專為 機械工程師與設計工程師 設計，能夠在 NX、Solid Edge、SolidWorks、CATIA、CREO 等 CAD 環境內直接執行流體與熱傳模擬。
傳統 CFD 軟體通常需要專業的 CFD 工程師，流程繁瑣且計算耗時。而 Simcenter FLOEFD 簡化了 CFD 過程，幫助設計工程師在早期設計階段就能分析並優化產品，大幅縮短開發時間並降低成本。
FLOEFD Youtube 線上介紹
FloeEFD 線上介紹，從零到熱流模擬專家。
為何選擇 Simcenter FLOEFD？
- ✅ 完全整合於 CAD 環境：無須來回切換不同軟體，直接在 CAD 內進行 CFD 分析。
✅ 計算速度提升 65-75%：與傳統 CFD 工具相比，FLOEFD 的智能網格技術可大幅減少計算時間。
✅ 使用門檻低，適合設計工程師：無須具備 CFD 專業背景，簡單學習即可上手。
✅ 高精度 SmartCells™ 網格技術：提供更少計算單元但更精確的模擬結果。
✅ 全自動化前處理：自動建立流體區域、偵測邊界條件，無須手動設置。
Simcenter FLOEFD 功能介紹
1. 流體與熱傳分析
Simcenter FLOEFD 可精確模擬：
- 空氣流動、水流、油流等多種流體行為
- 熱對流、熱傳導、輻射 熱傳遞機制
- 強迫對流與自然對流，如電子散熱應用
2. 自動化網格技術 – SmartCells™
傳統 CFD 軟體通常需要手動設定細網格來提高精度，但 FLOEFD 採用 SmartCells™ 技術，可：
- 自動調整網格細度，節省計算資源
- 減少 75% 計算時間，提高設計效率
- 維持計算精度，即使較少的網格也能產生可靠結果
3. 動態流體與瞬態模擬
- 旋轉機械分析（如風扇、渦輪葉片流場）
- 時間變化的溫度與流場，如開機過程中電子元件的熱穩定性分析
- 流體與固體交互影響（如水冷式散熱器）
4. 進階物理模型
✅ 紊流模型：RANS、LES、k-epsilon、k-omega
✅ 多相流（氣-液兩相流、蒸發、凝結）
✅ 壓縮流（如超音速流動、飛機空氣動力學）
✅ 燃燒與化學反應模擬（如燃燒器設計）
FLOEFD操作介面
SmartCells™ 網格
FLOEFD進階應用模組
Simcenter FLOEFD 提供多種專業模組，以滿足不同領域的需求。以下是主要的模組介紹：
1. 電子散熱分析專用模組（Electronics Module）
此模組專為電子產品的熱管理設計，提供以下功能：
- 焦耳熱分析
- 簡化模型：2R 晶片模型、熱管模型、PCB 模型
- PCB 熱傳係數產生器
- 電子產品專用資料庫
2. HVAC 模組
專為建築通風和空調系統設計，提供：
- 熱舒適性分析參數輸出，如 PMV、PPD、ADPI、LAQI
- 進階熱輻射模型
- 冷凍空調專用資料庫
3. 結構模組（Structural Module）
針對結構分析需求，功能包括：
- 全自動六面體網格生成器
- 全自動 Smart PCB 網格生成器
- 線性求解核心
- 模態分析
- 等向性及非等向性彈性材質設定
- 可直接匯入 FLOEFD 計算出的溫度及壓力結果
- 可匯出模型給 Simcenter 3D 進行更複雜的結構問題模擬
4. 電磁模組（EMAG Module）
適用於電磁分析，提供：
- 交流（AC）和直流（DC）分析
- 時間諧波求解器
- 瞬態求解器
- 表面阻抗分析
- 永久磁鐵模擬
- 鐵損分析
- 線性和非線性電磁材料特性
- J、B、歐姆損耗和鐵損的可視化
5. LED 模組（Lighting Module）
針對照明應用，功能包括：
- 直接匯入 T3Ster 及 TeraLED 測試數據
- 提供 2R 及 RC 電阻網路緊湊模型
- 使用者只需輸入電流資料，即可計算熱耗散及光通量
- 輻射模型：離散座標（Discrete Ordinate）和蒙地卡羅（Monte Carlo）
- 知名大廠 LED 資料庫
6. EDA 軟體匯入專用模組（FloEDA Bridge）
專為匯入 EDA 軟體輸出檔案設計，支援：
- 匯入 ODB++、IDF、CC、CCE 等格式檔案
- 匯入 Simcenter Flotherm 輸出的 PDML 格式檔案
7. 電池模擬分析專用模組（Power Electrification Module）
專為電池設計與製造開發，提供精準的電池芯參數模型，考慮電池化學公式及串並聯後的發熱效應，協助進行精確的散熱模擬。
8. 晶片快速建模及分析模組（BCI ROM + Package Creator）
提供以下功能：
- BCI ROM 和熱網表（Thermal Netlist）
- 封裝創建器（Package Creator）
- PCB 緊湊模型
9. Simcenter FLOEFD 的 Extended Design Exploration 模組（簡稱 EDE 模組）
是西門子推出的進階設計探索與最佳化工具，專為在 CAD 環境中進行多參數設計優化而設計。專為在 CAD 環境中進行多參數設計優化而設計。此模組內建 HEEDS™ SHERPA 演算法，能夠在無需專業最佳化知識的情況下，協助工程師快速探索設計空間，找出性能更佳的設計方案。
提供以下功能：
- 多參數設計探索與最佳化
EDE 模組擴展了 Simcenter FLOEFD 的參數研究與設計比較功能，允許使用者設定多個設計變數與目標，進行設計空間探索。透過內建的 SHERPA 演算法，模組能夠自動調整搜尋策略，快速收斂至最佳解。 - PCB 緊湊模型
內建 HEEDS SHERPA 演算法
SHERPA 演算法結合了多種全域與區域搜尋策略，具備自適應學習能力，能夠在探索過程中調整搜尋方向，提高最佳化效率。此演算法不需要使用者具備專業的最佳化知識，降低了使用門檻。 - 完整整合於 CAD 環境
EDE 模組完全整合於 Simcenter FLOEFD 的 CAD 嵌入式環境中，支援 NX、Solid Edge、CATIA、Creo 等平台。使用者可直接在熟悉的 CAD 環境中進行設計探索與最佳化，無需額外轉檔或切換軟體。
- 多參數設計探索與最佳化
Simcenter FLOEFD vs. 其他 CFD 軟體
FLOEFD 最大優勢：直接在 CAD 內完成 CFD 模擬，無須轉檔、無須學習新軟體。
| 軟體 | 是否嵌入 CAD | 使用門檻 | 計算速度 | 適用對象 |
|---|---|---|---|---|
| Simcenter FLOEFD | ✅ 是 | 👍 低 | ⚡ 快速 | 設計工程師、分析工程師 |
| ANSYS Fluent | ❌ 否 | 👎 高 | 🕒 較慢 | CFD 專家 |
| 6SigmaET | ❌ 否 | 👍 中等 | ⚡ 快速 | 散熱工程師 |
| Flotherm | ❌ 否 | 👍 中等 | ⚡ 快速 | 電子散熱工程師 |
Simcenter FLOEFD 的應用領域
Simcenter FLOEFD 可廣泛應用於 電子散熱、汽車、航空航太、能源、化工、醫療器材 等領域。以下是幾個應用範例：
📌 電子散熱
✅ 伺服器機殼、PCB 散熱分析
✅ 5G 基地台 散熱解決方案
✅ 散熱模組設計（風扇、水冷、熱管）📌 汽車與航空航太
✅ 汽車車燈與電池冷卻系統
✅ 飛機機翼空氣動力學
✅ 發動機內部燃燒與排氣分析📌 能源與化工
✅ 風力發電機流場分析
✅ 化工製程中的流體攪拌效應
✅ 太陽能板與散熱模組優化
常見問題（FAQ）
❓ FLOEFD 適合誰使用？
FLOEFD 主要適用於 設計工程師、產品開發人員、CAE 分析師，無須具備傳統 CFD 軟體的專業知識即可使用。
❓ FLOEFD 是否能分析水冷系統？
是的，FLOEFD 可模擬 水冷管、冷卻液、散熱片、熱交換器 等各種冷卻方案。
❓ FLOEFD 的計算精度如何？
FLOEFD 採用 SmartCells™ 網格技術，可在較少計算單元下提供與傳統 CFD 相當的計算精度，並比傳統 CFD 快 65-75%。
客戶成功案例
💡 案例 1：汽車電子冷卻
某國際汽車品牌 利用 Simcenter FLOEFD 在 電池冷卻系統 設計階段進行 CFD 分析，比傳統 CFD 工具 節省 50% 分析時間，並減少 30% 測試成本。
💡 案例 2：伺服器散熱設計
全球前五大伺服器公司 採用 FLOEFD 優化 伺服器散熱結構，幫助其設計團隊在 2 週內完成 5 個設計版本的 CFD 測試。。
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