不尽如人意的Floefd (SolidWorks Flow Simulation)

Floefd的卖点是同步嵌入3D CAD软件，几何不用任何更改直接使用，而且网格自动化。但笔者近日通过一仿真案例发现，当模型中出现倾斜薄板时，对原始CAD几何做适合CFD的处理可以为后续网格划分提供极大便利，而且在保持网格数较小和较快计算速度的同时，保证计算精度。

一薄板，长宽均为200mm，厚1mm，与水平面夹角45度。材料纯铝(导热率237W/mk)，自身热量10W，环境温度20度，在开放空间内自然对流，不考虑辐射。在Floefd中建模如下(薄板具有真实厚度，面体在Floefd中无法识别)：

1. 第一次计算

网格设置如下，初始网格级别选2，设置目标：薄板的最大温度。

计算结果如下：网格数4132，最高温度50.3956度。

2. 第二次计算

做网格无关性检查，初始网格级别选3:

计算结果如下：网格数9860，最高温度52.99度。与第一次结果仅相差不到3度，似乎已达到稳定值。

3. 第三次计算

初始网格级别选4:

计算结果如下：网格数24536，最高温度48.7754度。又有显著下降。

4. 第四次计算

初始网格级别选5:

计算结果如下：网格数51544，最高温度48.5321度。此时可认为达到稳定值。计算时间57秒。

5. Icepak中第一次计算

按照同样的初始条件和边界条件，同样的材料在Icepak中建模，薄板按thin plate建模:

对薄板建立单独画网格的装配。网格设置窗口内，除了设置网格基本尺寸是计算域尺度的1/20外，其它无任何额外设置。生成网格如下，网格数量8806。

计算时不选中coupled pressure-volicity formulation，  251步收敛，薄板最高温度48.8741度, 计算时间 40秒。

6. Icepak中第二次计算

网格不变，计算时选中coupled pressure-volicity formulation(内部的2个子项也选中)，90步收敛，薄板最高温度48.8795度, 计算时间 32秒。

7. 总结

主流的电子散热分析软件中，Icepak的网格能力是最强的，同时依靠业界领先的算法，相对其它软件在总体性能上具有明显的优势。