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热设计工程师突围指南:如何借助“秘密武器”提升研发竞争力?

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如今,电子设备已成为人们生活中不可或缺的一部分,无论是手机、电脑、平板还是智能家居,都深度融入了我们的日常。随着人工智能等技术的飞速发展,电子产品的功能日益强大,功耗也随之提高,发热问题愈发严重,导致设备体验不佳、性能下降甚至使用寿命缩短。

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根据热力学第二定律,热管理必然会成为高端电子产品面临的核心挑战之一,其成本占比将持续上升且不可逆转。许多头部厂商已经意识到热管理的重要性,大幅提高了热设计工程师的薪酬,使其成为近年来研发团队中薪资增长最快、重要性不断提高的关键岗位之一。

热设计工程师的价值

热设计虽非高难度工作,但也需要扎实的专业知识储备。热设计工程师需要熟悉市面上最先进、常用且最经济的散热物料,并通过专业判断,剔除那些虚标参数、夸大其词的供应商。许多时候,一个专业的热设计团队足以震慑那些以次充好、虚报高价或虚报低价的供应商,帮助公司规避不必要的损失。

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除了不断学习热管理行业知识,热设计工程师还需要通过大量实践积累经验。电子产品千变万化,迭代迅速,不存在通用的解决方案。要实现最优设计,必须对多种效果相近的方案进行细节对比,通过测试或仿真模拟进行排序和筛选。这一过程需要热设计工程师具备关键能力——热仿真工具的应用。

掌握热仿真工具的热设计工程师,能够显著缩短研发周期、降低研发成本、提升产品品质,成为各大公司争抢的人才。

 热仿真:提升研发竞争力的秘密武器

温度的影响因素极为复杂,即使是顶尖的热设计专家,也难以仅凭经验快速判断出参数改动对温度的具体影响。尤其在设计逼近最优解时,细微改动的影响往往难以通过定性分析准确把握。

热仿真的本质是数值实验,能够在产品打样生产之前,在数字虚拟环境中模拟产品在不同工作状态下的温度分布,从而指导散热设计的优化。工程师借助热仿真软件,可以灵活、高效调整、优化验证方案,快速积累设计经验。

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此外,热仿真工具的使用对正向研发的推进至关重要。根据我多年的从事热设计工作的经验来看,要让结构或硬件工程师按照你的方案进行修改,必须提供具体的依据来说服他们。例如,建议加大进风口的开孔率以满足散热要求时,结构工程师可能会反问:要加大到多少?是否能确保加大后散热问题得到解决?此时,仿真结果就能提供有力支持。当然,实体打样进行物理测试也能达到类似效果,但时间和成本可能要高出数倍。

 

国内外热仿真软件现状

热仿真作为计算流体动力学的一个分支,其底层原理涉及流体力学、传热学、高等数学、线性代数等多个复杂领域。随着商业化热仿真软件的成熟,其使用门槛已大幅降低。对于希望掌握热仿真技能的专业人士而言,首要任务是选择一款合适的热仿真软件。

目前,在电子散热领域,国外厂商仍占据主导地位,如Simcenter FlothermAnsys IcepakCelsius EC Solver(原6SigmaET)等备受推崇。基于过往的工作经历,我对这些软件,特别是FlothermIcepak,有着深入的了解和使用体验。Celsius EC Solver我也试用过,功能也相当不错,能明显感受到Flotherm的影子,并修正了Flotherm中的诸多不便操作,但由于国内学习资源相对匮乏,流行度远不如前两者。

近年来,国产热仿真软件正逐渐崭露头角。其中,Simdroid-EC尤为引人注目。这是国内CAE厂商云道智造基于其伏图(Simdroid)平台开发的电子散热仿真模块,其功能与性能完全可以与上述国际主流热仿真软件相媲美,部分功能与性能甚至实现了超越。据悉,Simdroid-EC已经在国内某电子通信龙头企业、芯片龙头企业得到国产替代应用

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Simdroid-EC的独特优势

最近,我试用了Simdroid-EC,效果令人眼前一亮。作为一款对标国际主流热仿真软件(如Flotherm、Icepak)的国产高性能工具,Simdroid-EC凭借其技术创新与本土化设计,在用户体验、计算效率、功能扩展性等多个维度展现出显著优势,可以为工程师提供更智能、更高效的仿真解决方案。以下是我体验到的Simdroid-EC核心优势:

一、极致友好的操作界面,可快速上手

1.清晰直观的工作流设计

通过模块化流程引导,从模型导入、网格划分、边界条件设置到求解和后处理,均遵循工程师思维逻辑,大幅降低了初学者的学习门槛,真正实现了“零基础快速仿真”。

2.中英文双语界面与通俗化术语

支持界面语言一键切换,搭配本土化术语库,彻底解决了外文软件专业词汇晦涩难懂的问题,显著缩短用户适应周期。

3.一体化集成操作环境

所有核心功能集成于统一界面,无需跨平台切换或多窗口操作,减少冗余操作,提升建模专注度。

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二、高效建模能力,释放工程师生产力

4.智能优化工具链

o一键恢复桌面:快速清理冗余视图,聚焦核心模型;

o自适应求解域调整:自动匹配模型尺寸,无需手动校准,建模效率提升30%以上。

5.复杂大模型流畅操作

针对复杂电子设备(如服务器、基站)的超大规模模型,可实现万级组件模型下的流畅缩放、旋转与编辑,彻底告别卡顿痛点。

6.网格质量可视化系统

提供网格质量实时诊断工具,通过颜色分级直观展示网格疏密与畸变区域,辅助工程师快速定位问题,避免因网格缺陷导致的仿真失真。


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三、革命性技术突破,定义行业新标准

7.BCI-ROM(边界条件无关降阶模型)

通过突破性技术创新,实现了模型降维与边界条件解耦,在保证精度的同时可减少90%网格量,计算速度提升5倍以上,且支持加密模型参数保护,满足企业对数据安全的需求。

8.API接口赋能二次开发

开放全功能编程接口,支持用户定制智能优化算法(如参数自动寻优、方案瓶颈诊断)和自动化报告生成,无缝对接企业数字化研发流程。

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此外,据内部人士透露,Simdroid-EC即将上线一系列前瞻性功能:

1.GPU加速计算

基于GPU并行计算架构,突破传统CPU算力瓶颈,复杂模型求解效率可达同类商软的5-10倍。

2.网格自适应技术

根据仿真结果动态优化局部网格密度,在减少人工干预的同时提升计算精度,尤其适用于高梯度温度场分析。

3.CutCell贴体网格

突破传统笛卡尔网格对曲面模型的近似局限,实现复杂几何(如散热鳍片、曲面器件)的高精度贴合离散,扩展工业级应用场景覆盖能力。

以上这几项即将上线的功能,对于深度用户来说,具有难以抗拒的魅力

当前,国内科技公司的发展速度令全球瞩目,国产AI大模型DeepSeek的横空出世,不仅震惊了国内外科技界,更以革命性的技术创新和成本优势,再次向世界证明了中国的科技实力与创新能力。这让我们不禁期待:在热仿真软件领域,中国也能跑出惊艳全球“黑马”,为全球电子散热行业注入新的活力。

 

扫码二维码免费试用Simdroid-EC

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标签: 仿真软件 行业新闻 点击: 评论:

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