CHT 共軛熱傳

CHT共軛熱傳

在 5G 通訊、電動車 (E-mobility) 及高效能運算系統的創新進程中,「熱管理」已成為決定產品成敗的關鍵瓶頸。現代產品的設計趨勢朝向微型化、高功率與高密集度發展,單一的熱傳導或流體分析已無法滿足工程需求。

達梭系統 SIMULIA 提供業界最頂尖的 CHT 共軛熱傳 (Conjugate Heat Transfer) 求解技術矩陣。透過精準計算熱傳導、熱對流與熱輻射的交互作用,我們的解決方案涵蓋了從電子元件 (CST Studio Suite)、系統級機構 (3DEXPERIENCE) 到高度複雜的整車瞬態流場 (PowerFLOW)。無論是面對極端的電磁發熱、液冷管路的流體動力,還是車底空氣動力學的散熱挑戰,SIMULIA 都能協助研發團隊在打件開模前,精確預測產品熱行為,大幅降低試誤成本並加速產品上市。

 

優勢

打破軟體隔閡,實現真正的無縫多物理場協同

有別於傳統軟體往往需要在不同模組間繁瑣切換(如電磁轉至散熱、再轉至結構應力),SIMULIA 提供高度統一的協作生態系。低/高頻電磁損耗可無縫映射為熱源,熱應變也能直接銜接至 Abaqus 進行結構分析,消除資料轉換的失真風險,大幅提升跨部門設計效率。

突破極端複雜幾何限制,保真最高規格設計

針對市面常見的機架級或簡化電子散熱工具(如 FloTHERM),SIMULIA CHT 技術展現了壓倒性的幾何處理能力。無論是充滿曲面的穿戴式裝置,或是包含數千個精密零組件的車輛引擎室,獨家的網格技術 (包含 LBM 晶格波茲曼法與穩健的四面體/六面體網格) 都能在不妥協精準度的前提下,完美保真原始 CAD 模型。

從穩態到高度瞬態,全方位掌握真實熱力場景

不只處理穩定的運作環境,SIMULIA 更能精準模擬高度瞬態 (Highly Transient) 的極端條件。從設備超載時的溫度攀升,到車輛在不同駕駛循環 (Drive Cycle) 下的動態散熱表現,協助企業找出潛在的高溫熱點,實現「一次就做對」的工程決策。

特點

雙向電磁與熱傳耦合 (EMAG-Thermal Link)

精確捕捉包含 IR-Drop (直流壓降)、交流損耗以及接觸電阻所產生的熱能,全面掌握電熱協同效應。

強健的 ECAD/MCAD 整合技術

無縫匯入複雜的 EDA 佈線資料,真實還原 PCB 的走線、過孔與疊層;並提供極具彈性的「圖層等效簡化」功能,在維持精度的同時大幅加速運算。

高度逼真的流體域與邊界定義

內建豐富的風扇建構工具(支援機器學習自動生成非線性 P-Q 曲線)、開口設定及多重流體 (Multi-fluid) 環境宣告,輕鬆打造液冷與氣冷混合系統。

卓越的 GPU 與 HPC 雲端運算加速

全面支援最新硬體架構,讓上億網格的龐大流體與熱傳計算任務能在極短時間內收斂求解。

SIMULIA 全方位散熱解決方案

SIMULIA 針對不同尺度的熱傳挑戰,提供了三大搭載 CHT 技術的核心平台。

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電磁與電子散熱

CST Studio Suite

  • 核心技術

    專為電子電機產業打造的熱傳求解器,深度結合 EM 模擬源數據。

  • 應用優勢

    極適合處理 PCB 板級別、5G 基地台濾波器、雷達元件等帶有複雜電路與高頻發熱源的電子散熱(E-cooling)挑戰。

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系統級流體動力學

3DEXPERIENCE Fluid Dynamics Engineer(FMK)

  • 核心技術

    基於 Navier-Stokes 方程式的高階流體與熱傳求解器,結合達梭系統平台原生的幾何理想化與流體場景建立工具。

  • 應用優勢

    專精於帶有主動/被動散熱系統的機電設備,如 CPU 風扇強制對流主機板、無人機空氣動力與重型負載開關設備內部熱分佈。

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大型瞬態與極致流場分析

PowerFLOW & PowerTHERM

  • 核心技術

    採用先進的晶格波茲曼法(LBM, Lattice Boltzmann Method),原生具備強大的暫態流場計算能力,並與高精度的輻射/傳導求解器 PowerTHERM 無縫進行 CHT 雙向耦合。

  • 應用優勢

    主宰汽車與重型機械產業,專治車輛散熱(Underhood Cooling)、電池熱管理系統(BTMS)、HVAC 乘員艙熱舒適度,以及涉及極端複雜幾何的大型多物理場散熱。

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常見應用

半導體與高頻 PCB

含機殼或裸板的 PCB E-cooling,包含高功率晶片與過孔的精細熱分析。

電動車與電池熱管理 (BTMS)

動力電池包的充放電發熱模擬、液冷板 (Cold Plate) 效能評估與整車動態散熱預測。

重型機電與電力系統

負載開關設備 (Switchgear) 因接頭電阻與絕緣氣體 (如 CO2) 混合引起的溫度攀升。

前瞻消費性電子

具備複雜曲面的穿戴式裝置熱舒適度評估、AI 伺服器的高階水冷管路設計。

常見問題

01
SIMULIA 的 CHT 技術與傳統熱模擬工具有何不同?

傳統熱模擬工具多半適用於機架或元件層級的簡化分析。SIMULIA 的方案(特別是 CST Studio Suite 與 PowerFLOW)具備處理複雜曲面幾何的能力,並與原始電磁數據(EM)和結構分析(Abaqus)整合,可反映更貼近實際結構的物理狀況,而非仰賴過度簡化的幾何假設。

02
我們的產品同時包含高頻電磁發熱與流體散熱,該如何選擇?

您可以直接在 CST Studio Suite 中完成電磁場解析,並將損耗數據轉移至內建的 Thermal Solver 進行穩態或暫態的 CHT 分析,不需要跨軟體的匯出與匯入流程。

03
針對車用大型電池包或引擎室,傳統 CFD 軟體常遇到網格劃分失敗,SIMULIA 如何解決?

針對大型且高度複雜的幾何,我們推薦使用 SIMULIA PowerFLOW。其採用的 LBM 技術與自動化體素 (Voxel) 網格生成,能處理包含數千個零件的真實 CAD 模型(如整台汽車或複雜散熱鰭片),減少人工進行幾何修補的作業量,縮短專案前置時間。