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創(chuàng)建一種新的材料
PCB 板是由環(huán)氧材料制成，但 EFD.Lab 數(shù)據(jù)庫中沒有預(yù)先定義環(huán)氧材料，所以需要我們自己創(chuàng)建。
1. 點擊 Flow Analysis，Tools，Engineering Database。
2. 在 Database tree 選擇 Materials，Solids，User Defined。
3. 點擊工具欄上的 New Item 。
空白 Item Properties 頁出現(xiàn)。雙擊空白單元格來設(shè)置相應(yīng)的特性參數(shù)。
4. 按下列方式來定義材料特性:
Name = Epoxy，
Comment = Epoxy Resin，
Density = 1120 kg/m^3，
Specific heat = 1400 J/(kg*K)，
Conductivity type = Isotropic
Thermal conductivity = 0.2 W/(m*K)，
Melting temperature = 600 K。
5. 點擊 Save 。
6. 點擊 File，Exit 退出工程數(shù)據(jù)庫。
在輸入材料特性時，你也可以通過在輸入值后輸入你想要的系統(tǒng)單位，EFD.Lab 會自動的將值轉(zhuǎn)換成公制。你也可以用 Tables and Curves 頁來定義材料特性隨著溫度變化。
定義固體材料
Solid Materials 被用于定義組件中固體的材料。
1. 在EFD.Lab分析樹中右擊 Solid Materials 圖標并選擇 Insert Solid Material。
2. 在特性管理設(shè)計樹中選擇MotherBoard，PCB<1>，PCB<2> 元件。
3. 選擇 Solids，User Defined 項下的Epoxy 項。
4. 點擊 OK 。
5. 以下的步驟與上面相類似，設(shè)置以下固體材料: 以 Silicon 構(gòu)成的主要芯片和小芯片。以 Aluminum作為材料的散熱器，以 Insulator 作為材料的蓋子(Inlet Lid和 Outlet Lids) 。這些固體材料都可以從 Pre－Defined 材料列表中選取。注意出口處的蓋子可以在特性管理設(shè)計樹 pattern(DerivedLPattern1) 下找到。另外你也可以點擊圖形區(qū)域的實際零件。
6. 改變每一個固體材料的名稱。新的名稱如下所示：
PCB - Epoxy，
Chips - Silicon，
Heat Sink - Aluminum，
Lids – Insulator。
點擊 File，Save。
定義工程目標
定義體積目標
1. 右擊 Goals 圖標并且選擇 Insert Volume Goals。
2. 選擇特性管理設(shè)計樹中所有 Small Chip 元件。
3. 在 Parameter 表格中，勾選 Temperature of Solid 行的 Max。
4. 接受勾選 Use for Conv ，用于控制目標收斂。
5. 點擊 OK。新的 VG Max Temperature of Solid 1 項出現(xiàn)在 EFD.Lab 分析樹中。
6. 改變新項的名稱為：
VG Small Chips Max Temperature 。你也可以使用 Feature Properties 對話框來重命名，這個對話框可以通過右擊項目并選擇 Properties 來打開。
點擊圖形區(qū)域的任意地方，以便放棄選擇。
7. 右擊 Goals 圖標并且選擇 Insert Volume Goals。
8. 選擇特性管理設(shè)計樹中的 Main Chip 。
9. 在 Parameter 表格中，勾選 Temperature of Solid 行的 Max。
10. 點擊 OK。
11. 重命名 VG Max Temperature of Solid 1 項為 VG Chip Max Temperature。
點擊圖形區(qū)域的任意地方，以便放棄選擇。
定義表面目標
1. 右擊 Goals 圖標并且選擇 Insert Surface Goals。
2. 點擊EFD.Lab 分析樹頁并且點擊 External Inlet Fan 1 項選擇應(yīng)用目標的表面。
3. 在Parameter 表格，在Static Pressure 行勾選 Av。
4. 接受勾選 Use for Conv作為用于控制收斂。
對于 X(Y， Z) – 分力和X(Y， Z) –分扭矩表面目標，你可以在這些計算目標上選擇坐標系。
5. 點擊底部的 Inlet ，并且從Name template 去除。
6. 點擊 OK 。 新的 SG Inlet Av Static Pressure 目標出現(xiàn)。
7. 右點 Goals 圖標并且選擇 Insert Surface Goals。
8. 點擊EFD.Lab 分析樹頁并且點擊 Environment Pressure 1 項，選擇目標應(yīng)用的面。
9. 在 Parameter 表格，勾選 Mass Flow Rate 行。
10. 接受選擇 Use for Conv作為用于控制收斂。
11. 點擊 Outlet 并且從 Name template 去除。
12. 點擊 OK ，SG Outlet Mass Flow Rate目標出現(xiàn)。
定義全局目標
1. 右擊 Goals 圖標并且選擇 Insert Global Goals。
2. 在 Parameter 表格 Static Pressure 和 Temperature of Fluid 行勾選 Av 并且接受選擇 Use for Conv 用于控制收斂。
3. 從 Name template 去除 并且點擊 OK 。 GG Av Static Pressure和 GG Av Temperature of Fluid 目標出現(xiàn)。
在這個教程中，設(shè)置的工程目標用于確定發(fā)熱元件的最大溫度，以及空氣的溫升，通過設(shè)備的壓降和質(zhì)量流量。
點擊 File，Save。
接著對這個項目定義的幾何模型自動的進行檢查。
改變幾何求解精度
1. 點擊 Flow Analysis，Initial Mesh。
2. 勾選 Manual specification of the minimum gap size。
3. 由于最小流動通道的原因，輸入0.15 in（舉例：這個通道處于散熱器的翅片中間）
當(dāng)模型中有一些小的特征時，輸入最小間隔尺寸和最小壁面厚度是非常重要的。精確的設(shè)定這些值可以確保網(wǎng)格劃分時，這些小的幾何特征不會被忽略。只有當(dāng)小固體特征的兩側(cè)都存在流體網(wǎng)格時，才需要定義最小壁面厚度。在內(nèi)部分析的例子中，在設(shè)備外部環(huán)境空間沒有流體網(wǎng)格存在。因此在內(nèi)部流動和環(huán)境空間的邊界處總是能夠很好的求解。這就是為什么你不用考慮不銹鋼機殼的壁面。無論 minimum gap size 還是 minimum wall thickness 都是幫助生成自適應(yīng)網(wǎng)格從而獲得精確結(jié)果的有力工具。 其中最小間隔尺寸的設(shè)置可以取得更為明顯的效果。事實也確實如此， EFD.Lab 是通過定義的最初網(wǎng)格精度控制每一個 minimum gap size 確定最小網(wǎng)格數(shù)的方式來生成網(wǎng)格。這個數(shù)目等于或大于通過用 minimum wall thickness 生成的網(wǎng)格數(shù)。這就是為什么，即便你的模型內(nèi)部流動區(qū)域中有一個纖薄的固體特征，當(dāng)它大于或等于最小間隙尺寸時就不需要定義最小壁面尺寸。如果你想求解小于最小間隙的薄壁面，那么你必須定義最小壁面厚度。
點擊 OK。
求解
1. 點擊 Flow Analysis，Solve，Run。
2. 點擊 Run。
在普通的PC機上，這個求解的時間大約在10－20分鐘。
你可以注意到不同的目標到達收斂的迭代數(shù)目不同。 EFD.Lab 這個面向目標的理念可以使你使用更短的時間得到你所需要的結(jié)果。
舉例來說，如果僅僅對設(shè)備內(nèi)部的流體溫度感興趣， EFD.Lab 將會比要求所有參數(shù)都收斂更快的提供仿真結(jié)果。
觀察目標
1. 右擊 Results 下Goals 圖標并且選擇 Insert 。
2. 點擊 Goals 對話框中 Add All 。
3. 點擊 OK。
具有目標結(jié)果的EXCEL電子表格會打開，第一個電子表格將會顯示目標概況。
你可以看到這個主芯片的溫度是 98 °F，小芯片的溫度超過了 108 °F。
目標進程欄是目標收斂過程中性質(zhì)和數(shù)量特性的顯示。當(dāng) EFD.Lab 分析目標收斂，它計算了這個目標差量，這個差量是由上一次到這一次最大和最小目標值的差定義的，并且比較這差量和目標收斂標準差量，這個目標收斂標準差量可以由你來指定之外，也可以由 EFD.Lab 通過目標的物理參數(shù)在整個求解域上離散來自動確定。這個目標收斂差量標準與分析間隔上目標真實差量的百分比顯示在目標收斂過程條中。(當(dāng)目標真實差量等于或小于目標收斂標準差量，這個過程條將變成“完成”)。相應(yīng)的，如果目標真實差量振蕩，這個過程條也會振蕩，此外，當(dāng)一個棘手的問題被求解，可能會出現(xiàn)逆行，特別是從“完成”狀態(tài)上。如果要求的迭代計算步數(shù)已經(jīng)完成或者在完成設(shè)定的迭代計算步數(shù)之前就達到目標收斂標準，則這個計算就會完成。依據(jù)你的判斷，你也可以定義其他的計算完成條件。 更為詳細的分析結(jié)果，我們可以使用功能強大的 EFD.Lab 后處理工具。對于設(shè)備內(nèi)部的流體最好的觀察方式是創(chuàng)建一個流動跡線圖。
流動跡線圖
1. 右擊 Flow Trajectories 圖標并選擇 Insert。
2. 在 EFD.Lab 分析樹選擇 External Inlet Fan1項，其目的是選擇 Inlet Lid 內(nèi)表面。
3. 設(shè)置 Number of trajectories 為 200。
4. 在 Settings 頁，設(shè)置 Draw trajectories as 為 Band 。
5. 保持 Start points from 下拉框 Reference。
如果 Reference 被選擇，則跡線的起點在被定義的面上。
6. 點擊 View Settings。
7. 在 View Settings 對話框中，將Parameter 中的 Pressure 改為 Velocity。
8. 在 Flow Trajectories 頁中確定 Use from contours 項被選擇。
這個設(shè)置定義了跡線的顏色。如果 Use from contours 被選擇，則跡線的顏色將與 Contours 中定義的參數(shù)顏色分布相一致 (我們例子中的參數(shù)是速度。如果你選擇 Use fixed color 則所有流動跡線都將只有同一種顏色，這個顏色可以在 Flow Trajectories 對話框的 Settings 進行定義。
9. 點擊 OK 保存設(shè)置并且退出 View Settings 對話框。
10. 在 Flow Trajectories 對話框中，點擊 OK。新的 Flow Trajectories 1 項將出現(xiàn)在 EFD.Lab 分析樹中。
可以看到下圖：
右擊 Flow Trajectories 1 項并且選擇 Hide。
點擊圖形區(qū)域的任意地方來放棄選擇。
讓我們更為詳細的分析速度的分布。
切面云圖
1. 右擊 Cut Plots 圖標并且選擇 Insert。
2. 選擇 FRONT 平面作為截面平面。
3. 點擊 View Settings。
4. 分別改變 Min 和 Max 值為 0 和10。定義的整數(shù)值產(chǎn)生了一個彩色面板，以便于確定具體的值。
5. 設(shè)置 Number of colors 大約為 30。
6. 點擊 OK。
7. 在 Cut Plot 對話框，點擊 OK 。新的Cut Plot 1 項將出現(xiàn)在 EFD.Lab 分析樹中。
8. 在 Standard View 中選擇 Top 視圖。
你可以看到最大的速度區(qū)域出現(xiàn)在開口處，現(xiàn)在讓我們來看一下流體的溫度。
9. 雙擊圖形顯示區(qū)域的左上角彩色面板，View Settings 對話框出現(xiàn)。
10. 將 Parameter 中的 Velocity 改為 Fluid Temperature。
11. 分別改變 Min 和 Max 值為 70 和140 。
12. 點擊 Vectors 頁并且在滑動欄下的框鍵入0.2來改變 Arrow size 為 0.2 。注意被勾選Use Fixed Colour。
注意你也可以定義一個超出滑動條范圍的數(shù)值。
13. 設(shè)置 Max 值為 1 ft/s。
通過自定義 Min 和 Max 值你可以控制矢量的長度。當(dāng)速度矢量的值超出了定義最大值，這個矢量的長度將等于最大值的長度。與之相類似，當(dāng)速度矢量的值小于定義的最小值，這個矢量將等于最小值的長度。我們已經(jīng)定義了 1 ft/s 為顯示區(qū)域的最小速度。
14. 點擊 OK。
15. 右擊 Cut Plot 1 項并且選擇 Edit Definition。
16. 點擊 Vectors 。
17. 改變 Position 為 -0.30 in。
18. 在 Settings 頁，使用滑動條設(shè)置 Vector spacing 為0.18 in。
19. 點擊 OK。
對于散熱器周圍的高溫流體不要感到驚訝，而且通過一些小的矢量清楚的展現(xiàn)了，在這些低速區(qū)域有一個更高的溫度。
右擊 Cut Plot 1 項并且選擇 Hide�，F(xiàn)在我們來顯示固體溫度。
表面云圖
1. 右擊 Surface Plots 項并且選擇 Insert。
2. 在特性管理設(shè)計樹中點擊 Main Chip，Heat Sink 和所有Small Chip 元件去選擇它們的表面。
3. 點擊 View Settings。
4. 在 View Settings 對話框，改變 Parameter 為 Solid Temperature。
5. 分別改變 Min 和 Max 值為 70 和140。
6. 點擊 OK。
7. 在 Surface Plot 對話框，點擊 OK。由于在表面要生成顏色，所以創(chuàng)建表面云圖可能要略微等待一會。
8. 重復(fù)步驟 1 和 2 并且選擇 Power Supply 和 Capacitors 項，之后點擊 OK。
9. 在 Model Display 工具欄， 點擊 Wireframe 顯示面的輪廓線。
你也可以通過在 First Steps - Ball Valve Design 教程中展現(xiàn)的后處理工具來進一步的觀察模型和分析結(jié)果。EFD.Lab 允許你快速方便的對模型無論是在數(shù)量上還是質(zhì)量上進行檢查。數(shù)量上的結(jié)果諸如：元器件最大溫度，通過設(shè)備的壓降以及空氣溫升等，這些數(shù)據(jù)可以幫助你確定設(shè)計的模型是否可以接受。通過觀察質(zhì)量上的結(jié)果諸如：空氣流動模式，固體導(dǎo)熱模式。EFD.Lab 提供給你模型中哪些地方存在問題以及設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)，從而可以指導(dǎo)你進行改進或者優(yōu)化。
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