Flotherm Command Center 输入变量设置详解之DOE

在《Flotherm Command Center 输入变量设置详解之一》一文中,我们讲到了如何如何利用Linear Sweep, Add Variables 以及Multiply Variables方式为输入变量赋值,这些输入方式总结起来都是热工程师将已知的确定的值输入到软件中,并利用这些值创建仿真方案。今天讲一讲 如何利用DOE赋值方式来创建方案,在仿真优化设计中,此赋值方式的应用十分广泛。

Design of Experiments - 试验设计

试验设计,也称为实验设计英语写作Design of Experiments,通常简写为DOE,是数理统计的一个分支。在利用Flotherm Command Center对产品进行优化设计的过程中,常常需要对某几个变量在一定的取值范围内找出最优的解,比如对于一个长度,宽度确定的散热器,多少个齿对散热最有利?相对应的齿高多少时又最有利于散热呢?散热器基座厚度多少最好呢?在这种多因子的情况下,靠手动输入,通常很难考虑全所有的变量组合,需要使用实验设计的方法才能确定出来。所幸的是,在Flothemr Command Center中,我们只需要考虑选择那些变量,每个变量的取值范围就可以了,不用去考虑复杂的实验设计,软件会自动帮助我们选择出最优的实验设计方案。


DOE说起来比较复杂,其实在Flotherm Command Center中操作起来是比较简单的,本文将以《Flotherm Command Center实例入门》一文的例子来讲解如何使用DOE来创建方案,如何前面已经做过此例的朋友,可以直接加载此例,就不用再花费时间重新建模了。


问题描述


一PCB上有一个损耗为5W的发热元件,元件上背一散热器,如下图所示,其它参数请参考《《Flotherm Command Center实例入门》一文.

PCB板发热元件

 


问题分析

在对目前的设计进行仿真后,我们可以知道元件温度在111.5度。在这种情况下,如果散热器的长宽高都已固定,不能修改,热工程师通常会考虑修改散热器的齿数来增大散热面积,修改齿厚来增加齿片的热传导能力。这个时候我们就可以使用DOE的方式来创建优化方案。

变量选择

首先,打开Flotherm Command Center,选择散热齿数和齿高作为变量,如下图所示。

DOE变量选择

参数化变量设置

要使用DOE方式来创建设计方案,必需要将变量类型设置为Design Parameter, 其设置很简单,如下图所示,直接点击变量类型下拉箭头选择就可以了。将变量设置为参数类型后,还需要为变量设置取值范围,本例中,齿厚的取值范围我们将设置为1-2mm,齿数参数设置为2-10个。

DOE参数设置

DOE设置

菜单栏选择Create Scenarios,然后在下拉菜单中单击选择Design Of Experiments,刚会弹出如下图所示的DOE对话框,此时,仅需要输入DOE名称和需要创建的方案数量(即实验设计数量)就可以了,这里我们选择创建20个方案。设置好后,单击OK即完成DOE设置。

FlothermDOE设置

方案查看


设置好过后,我们可以回到Scenario Table和Scenario Viewer去查看DOE创建的方案。

Flotherm  DOE方案查看

求解


如果查看设置没有问题,就可以开始求解了,注意前面我们并没有讲输出变量,这是因为此例输出变量与《Flotherm Command Center实例入门》一文一样,仍然为发热元件的温度监控点。

Flotherm DOE求解

查看求解结果

求解完成后,我们可以通过Scenario Table查看求解结果数值,也可以通过图表的方式来查看。

  • Scenario Table 查看仿真结果
Flotherm DOE结果查看
  • 一维图表查看仿真结果
Flotherm DOE result
  • 响应面方式查看结果 
Flotherm command center 响应面查看结果

 

评论

谢谢,终于把这些搞清楚了!

为什么响应面方式查看不出图形呢?

Scenario Table中除了base model,是否都無法抓出溫度圖場

@keventseng ,如果需要测试温度场,可以将Scenario Table中的Scenario另存为一个新项目就可以了。