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 技術與傳統的 FloTHERM 有何不同?

FloTHERM 等工具通常適用於簡化的機架或元件分析。而 SIMULIA 的方案(特別是 CST 與 PowerFLOW)不僅具備極致的複雜曲面幾何處理能力,更與原始電磁數據 (EM) 和結構分析 (Abaqus) 高度整合,能反映最真實的物理狀況,而非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?

這正是 SIMULIA 的強項。您可以直接在 CST Studio Suite 中完成電磁場解析,並將損耗數據無縫轉移至內建的 Thermal Solver 進行穩態或暫態的 CHT 分析。完全不需要跨廠牌軟體的繁瑣匯出與匯入。

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,能輕易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),無需耗費大量人工進行幾何修補,大幅縮短專案前置時間。