在 COFAN，我们的工程团队利用计算流体力学（CFD）来提供关于流体流动和热管理的精确洞察。我们的流程基于四个不同的阶段，确保为从电子散热到航空航天、汽车和能源系统等行业提供准确、高效并经过验证的结果。
在这一阶段，问题定义会清晰地界定您要研究的物理问题，包括几何结构、边界条件、流体特性以及其他相关参数。
前处理
处理
后处理
验证 / 校核
阶段一
需求 —— 问题定义前处理或问题定义需求—
COFAN 的 CFD 流程始于与客户的初步咨询或沟通。在这一需求阶段，客户会深入介绍其产品的技术细节，并在双方工程团队的深入讨论中明确其目标与任务。
在此阶段，问题定义将清晰地界定所要研究的物理问题，包括几何结构、边界条件、流体特性以及其他相关参数。
- 实现这些目标的最简便方法
- 应包括哪些几何体
- 自由流和/或环境运行条件
- 需要确定空间模型的维度（1D）
- 流动区域应当是什么样的
- 什么时间建模是合适的。
- 黏性流动的性质（对流、层流、湍流）
- 元件的热极限（结温或外壳温度）
- 客户向 Cofan 提出的热设计输入要求
- 仿真所需的环境温度范围
- 分析类型（元件级、板级、系统级）
- 是否需要散热器优化/设计服务
- 是否需要进行物理/经验测试来支持仿真
客户需提供的输入
- 所有组件、硬件和系统的 CAD 模型
- 初始及环境边界条件
- 热性能目标
- 风扇性能曲线
- 所有组件的功率水平
CFD研究所需输出
- 项目范围和交付成果的定义
- 分阶段时间表
- 交付成果清单
- 指定元件的结温或外壳温度
- 流体流动条件文档
- 报告、设计/工程建议、数据库等
- 成本明细
阶段二
处理阶段或求解阶段
在 CFD 流程的这一阶段，执行数值模拟以求解描述流体流动及相关现象的控制方程，计算在定义好的计算域内进行。
求解器在计算网格上迭代地计算流场和温度场，同时考虑边界条件和流体特性。处理阶段通常计算量大，仿真所需时间取决于几何结构的复杂性、所需精度、所选数值方法以及可用的计算资源等因素。
高效的处理往往需要在精度与计算成本之间取得平衡，并仔细考虑求解器设置和收敛准则。
离散化
建立计算网格以控制方程的求解，并应用数值方法，例如有限差分、有限体积或有限元。
初始化
为流体流动、温度分布和压力设置初始条件，以模拟真实世界的初始状态。
时间步进
仿真以逐步递进的方式进行，在每一步中，求解器都会在整个网格上重新计算流动和热特性。
求解器迭代
流动特性（速度、压力、温度等）会不断更新，直到达到稳定状态或可接受的精度水平。
边界条件
入口、出口、壁面条件和对称条件被应用于模拟现实系统的相互作用。
阶段3
后处理输出或分析
在仿真完成后，将进行 CFD 后处理，以把数值数据转化为可操作的工程见解。此阶段对于识别性能趋势、诊断潜在问题以及优化系统设计至关重要。
可视化
等高线图
等高线图用于显示计算域内某一特定参数（如速度、压力、温度）的变化。通过颜色编码的等高线，可以直观地呈现梯度和趋势。
矢量图
矢量图用于表示计算域中不同位置的速度矢量，用以指示流动方向和大小。
流线
流线用于描述流体微粒在流场中所遵循的路径，可清晰地展示流动形态。
迹线与条纹线
迹线与条纹线用于展示在不同位置释放的单个流体微粒随时间变化的轨迹，有助于理解长时间尺度下的流动行为。
表面图
表面压力分布图显示了计算域内物体表面的压力分布，有助于识别高压区和低压区。表面温度分布图则用于传热分析，可以深入揭示系统的传热特性。
切割平面与剖面
这种表现方式通过在计算域内进行切割，以可视化内部的流动结构、温度梯度或其他在特定平面或截面上的物理特性。
瞬态与时间平均数据
对于瞬态仿真，可以通过动画来可视化流动形态随时间的演变过程。时间平均数据则有助于理解流动的统计特性，例如平均速度分布或温度分布。
报告与数据提取
从计算域内的特定区域提取定量数据，例如最大/最小值、平均值或积分量（如质量流量）。同时生成报告，以总结关键的仿真结果和结论。
这一阶段使工程师能够更深入地理解流体和热行为，从而做出明智的决策，以提升系统的质量、性能和可靠性。
阶段 4
验证与确认
验证CFD模型可确保数值结果与实际性能相符。COFAN通过将模拟结果与实验或解析数据进行比较，开展全面的验证。
验证数据可能包括：
风洞测试
流动可视化技术
热电偶温度测量
其他受控环境数据
将模拟结果与实验基准进行对比叠加，可作为验证精度的方法。尽管由于实验和建模的不确定性，不可能始终达到完全一致，但在容差范围内实现合理的一致性，能够确保CFD模型预测能力的可靠性与可信度。
- 在热力学和流体动力学方面拥有成熟的专业知识。
- 为复杂模拟量身定制的高级求解工具。
- 降低原型成本和风险的验证结果。
- 从电子到航空航天的跨行业应用。
COFAN 的 CFD 流程是一套结构化的四阶段方法论，旨在确保清晰性、准确性和可靠性。从需求定义到求解器执行、后处理和验证，每一步都将原始数据转化为可操作的洞察，从而推动更智能、更高效的设计决策。
无论是优化电子散热、改善空气动力学性能，还是验证能源系统的表现，COFAN 的 CFD 专业能力都能帮助工程师创造出更加可靠、高效且具成本效益的解决方案。