各行業的資深模擬分析工程師您好,各位在產品設計/封裝設計/環境設備設計的加熱/散熱/降溫/排氣....
等應用場合,勢必應用相關熱流場模擬軟體作為研發工具,來建立系統設計的Total Solution.想知道您們
電腦模擬與實際空間流場實驗量測值的差異性有多少?如何修正誤差值?大家可以拿出來討論.以下是
我應用Flotherm孿生軟體_Flovent暫態模擬應用的經驗,提供分析工程師們參考.
1.電腦氣流模擬(Flovent & Flotherm)與實際實驗誤差有多少? 誤差量可以控制在1%以下(實際為0.25%).
--目前我在中大型OVEN與Chamber的高溫恆溫設備設計模擬應用上(1~6坪), 確認其暫態模擬(30分鐘)
-- 依據GB設備驗收規範要求,於最大有效使用空間的規範測點上放置15點的Monitor Point (Thermo couple),
作溫度分佈均度的模擬與實驗量測設備出廠24測點(JS設備驗收規範為較寬鬆的9測點,CNS未建立規範).
--確認電腦模擬技術可以有效應用在1~10坪大空間高溫恆溫設備設計用途.(可以檢討出風路/風阻/風道/風
箱/熱源/風扇的不同設計條件下,做出各種不同設備溫度分佈均度/溫升性能曲線與不同設備設計的溫升
能力圖,可以整理出依據不同產業別使用用途的特性設備Design Guide & total solution).
(目前僅知真正能夠應用電腦模擬技術,成功建立大空間高/低溫恆溫恆濕設備為日本設備商Nagano Science,
_應用領域為藥品(or特殊物品)儲藏庫.生產或實驗用大型OVEN/Chamber).
2.如何修正誤差值?
---穩態模擬確認不準確(許多有名軟體作CFD溫度模擬都一樣"誤差偏大"),暫態模擬則需找到模擬修正模式
(重點是軟體要有對應的修正介面),.
---修正誤差值的建立,端看你應用電腦氣流軟體模擬是否有搭配實驗的控制界面而定.
--譬如說: 要求快速升降溫能力的強迫對流場合,使用Heater & Air Condition & Fan ,系統為達空間升/降溫過程
均溫,電機控制系統會採用不同時間步階精密 度的暫態控制器(如傳統PID控制器 or 高階數位PID控制器or
傳統PID變頻控制器or高階變頻控制器),使系統能在與Thermo couple & 回饋/反饋控制器間,得到過程控制中
最佳cost-down匹配的均溫效果.
---上述中,你是否意會與思考到電腦氣流模擬軟體(Flovent .Flotherm.Comsol Multiphysics. Fluent.Ansys)是否有提
供對應系統控制器的多階程暫態控制界面模組? 若沒有控制器對應模組,你該如何從軟體現有暫態界面控
制模式中,建立修正模式與修正係數.
---為減少模擬與實際實驗量測擷取曲線誤差, 修正模式建立經驗的歸納如下:
--1.先要有正確的溫度擷取系統.
---溫度的擷取,建議採用多測點無紙數位式數值擷取系統.
---多測點記錄紙式溫度記錄器有多點列印造成的暫時溫度擷取暫停的時間
誤差,會影響暫態模擬時間步階設定曲線模式誤差修正的正確性.
(各行業第一次建立極小誤差模擬標準模組時,實驗用溫度量測工具需要準備2套溫度擷取量測系統_含
前述無紙數位式與記錄紙類比式(20點以上等級),目的為校對量測誤差值_作為模擬暫態設定校正使用.)
--2.找到軟體內建的對應暫態控制模組.
---目前Flotherm & Flovent的time step of trasient set module僅建立heater model ,且僅建立Multiplier界面, 在實務應用
面僅可適用於1980年代(30年前)傳統類比控制器的系統設備模擬(儘管這種老舊控制界面,在2010年仍然在
許多設備商網頁上,看的到許多
設備系統仍舊使用).
--3.開始找軟體模擬修正係數,建立修正模式.
有了前述2點敘述的正確參考項 ,修正你Trasient設定後Try-Run ,整理temp curve後, 就能正確找到有助於產
品組件設計的有效模擬修正係數.
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