Cradle CFD 2021

Cradle CFD 2021是一款业内杰出的流体动力学分析平台，而近代流体力学，可以说是数值数学和计算机科学结合的产物，是一门值得探索的交叉科学。因此，本软件就是为此服务的，它提供了强大的建模功能，可以无限接近真实的模拟多种场景流体运动方式；还内置了多个设计模块，支持scFLOW、ScSTREAM、Heat Designer、SC/ Tetra、CADthru在内等软件，可以和它们相辅相成带来更加智能的制造流程！同时新版的Cradle CFD 2021更是带来无与伦比的新功能，增强了体素拟合网格算法，以处理大量CAD或分面几何数据的集合，还改进了空间六面体网格算法，现在无需在更大的流体区域创建多面体网格，这样无疑是提高了网格划分和求解分析的速度。并且，新版还提高再加上其出色的并行性，现在允许在任何网格的大型模型上运行且更快，尤其是体素拟合和空间六面体网格；这可以让密度的求解器速度以倍数增加！不仅如此，新版软件还提供了70多个新的有益特性和改进，以提高您的CFD分析和生产率；离散元方法(DEM)的能力大大增强，包括布模型、粒子之间的凝聚力、粒子的吸收和解吸、粒子在溶剂中的溶解等等。还改进的ECAD接口，通过IPC-2581文件的支持，可以快速创建详细的ECAD设计，包括PCB板形状、组件、布线和热通道等！也正因它卓越的处理速度，领先世界的技术，和把用户始终放在第一位，目前被用于各行各业，如汽车、航空航天、电子、建筑和建筑、土木工程、风扇、机械和海资源开发等等，可以说只要哪个行业要解决热和流体问题，本平台都可以帮助到你。

Cradle CFD 2021安装教程

2.在里面找镜像文件“Cradle_CFD_2021_Win64.iso”进行加载（一般都会自带的虚拟机）得到的安装程序“setup.e.e”进入安装向导，点击“acknowledged”(同意相关许可协议)

3.勾选软件界面的选项点击下一步

4.选择安装位置需和第一步中的位置保持一致：C:\Program Files\Cradle

5.如图所示，在许可证中输入：27891@localhost。对于MSC许可证删除下方的字符内容，保持空白

6.提示软件的安装进度条，等待主程序安装结束

7.将Cradle2021文件夹复制到软件安装地址替换同名文件夹

8.将许可证optimus_cradle_SSQ.dat复制到C:\Program Files\Cradle，之后在C:\Program Files\Cradle\Cradle2021\Programs_x64\bin编辑optimus.bat里面的内容，找到set NOESIS_LICENSE_FILE=将其设置为：set NOESIS_LICENSE_FILE=C:\Program Files\Cradle\optimus_cradle_SSQ.dat

9.保存optimus.bat，点击替换，如果无法保存optimus.bat，可以将其另存到桌面，从桌面拖动到该地址替换就可以完成修改

10.打开软件进入设置界面，可以勾选你需要配置的项目，点击OK

11.勾选 Preprocessor、Solver、Postprocessor设置内容，点击setting

12.License type选择Cradle

License Mode选择Standard" 或者 "HPC

Local/Cluster选择Local

Degree of parallelism输入的内核数从4到128

Precision选择"Single" or "Double"

语言设置，可以选择English，点击保存

13.继续点击保存，如果多次弹出就一直点击OK。可以选择重启软件

14.进入项目选择界面，可以在软件选择你需要打开的一个项目，打开项目以后就可以在软件上分享项目，到这里软件就激活成功了

Cradle CFD 2021新功能

具有多物理场和通用功能的新一代CFD软件

scFLOW是下一代CFD工具，它使用非结构化网格来精确表示复杂的几何图形。借助可帮助任何级别用户生成高质量多面网格元素并构建复杂模型的预处理器，以及可确保更高稳定性和速度的求解器，scFLOW能够解决航空航天和汽车的空气动力学问题，风扇，泵和其他旋转设备的性能，电子设备，多相现象，船用螺旋桨气蚀和各种问题。通过与MSC软件Marc，Nastran，Adams和Actran一起进行的联合仿真和链式仿真，可以实现更逼真的耦合和流体，结构，声学和多体动力学的多学科分析。

1、多面网格化器

可以使用以下方法来表示要分析的模型的形状：体素方法（以长方体表示斜面和曲面），切割单元法（可以使用CAD工具创建的模型的形状为有限元模型方法（用非结构化网格定义的任意形状的模型可以重叠在用结构化网格定义的模型上，以照原样使用通过CAD工具创建的形状）。

2、自由表面（稳态/瞬态）

可以模拟气体和液体之间的界面形状。通过VOF方法（新方法：FIRM）进行的计算快速而准确，并且可以组合使用包括移动边界，覆盖网格和粒子跟踪在内的功能。因为可以在稳态计算中分析相界面变得稳定的现象，所以可以在比以前更短的时间内获得结果。

3、运动网格（不连续网格/重叠网格）

不连续网格功能可在考虑盘式制动器中转子和衬块之间的剪切热的情况下进行分析。该功能还可以分析旋转和平移的组合，例如活塞泵。区域的自由运动无法使用现有功能（例如拉伸或旋转元素）进行分析，可以通过覆盖网格功能模拟固定和运动区域的网格元素重叠。

4、6自由度运动

可以分析承受流体力的刚体的被动平移和旋转。使用该功能，用户可以考虑弹簧的弹性（1D平移）来分析球阀，而考虑6自由度的刚体运动（3D平移+3D旋转）来分析纸飞机。此外，该功能还应用于单向阀，风力发电机和波浪发电机叶片的分析

5、空化

该功能可以模拟称为空化的汽化现象，该现象在液体压力低于周围压力的区域引起，例如螺旋桨在水下高速旋转。通过基于压力值应用空化模型，可以预测空化的发生。该软件还支持由气蚀引起的问题，例如腐蚀。

6、可压缩流量

该软件可以分析诸如超音速流动和体积显着膨胀/收缩的现象。对于可压缩流体，可以使用基于压力的求解器和基于密度的求解器。基于密度的规划求解器即使在高马赫数的情况下也可以保持计算稳定。您可以根据分析目标和现象选择求解器。

7、蒸发/冷凝

该软件的自由表面分析功能（VOF方法）可以模拟气体和液体之间的相变，例如蒸发和冷凝。通过考虑相变，不仅可以计算简单的热传导，还可以计算来自潜热的热传递。例如，该方法可以应用于诸如热管的传热装置的内部流动模拟，在该模拟中，制冷剂液体通过从外部区域吸收热量而变成蒸气。

8、离散元方法（DEM）

通过使用带有粒子间力（DEM）的粒子跟踪功能，可以对流体流过粒子填充物的现象（例如流化床和粉末输送）进行模拟。

9、温度调节模型（JOS）通过

结合使用温度调节模型（JOS）和流体分析，可以分析在特定热环境下人体的表面温度。它还可以用于分析人体周围环境中的温度和湿度变化。除了诸如温度和速度之类的人体周围环境之外，用户还可以考虑人体的年龄，衣服和生理现象，诸如通过血流的热传递。

10、LES

LES是湍流模型之一。它对小于网格元素的涡流进行建模，并直接计算其他涡流。尽管计算量很大，但是LES使仿真更接近真实现象。LES通常用于噪声分析中，受时间变化的影响很大，以模拟小涡流的行为。用户可以将混合模型与RANS一起使用，这是一种计算负荷较小的湍流模型。

11、与MSC软件产品的

协同仿真通过与MSC Software Marc，Nastran，Adams和Actran一起进行协同仿真和链式仿真，可以对流体，结构，声学和多体动力学进行更现实的耦合和多学科分析。

二、scSTREAM|HeatDesigner

最快，最简单的CFD电子和建筑软件

scSTREAM是一种通用CFD工具，它使用笛卡尔或圆柱结构化的网格来使网格生成变得容易，并且可以在很短的时间内执行高速仿真。由于网格化性质和可进行大规模计算的分析系统，scSTREAM最适合处理广泛的仿真，其中要求用户解决电子设备和室内环境的热问题，风和热岛现象。

1、表示形状

的各种方法可以使用以下方法来表示要分析的模型的形状：体素方法（以长方体表示斜面和弯曲面），切格法（通过CAD创建的模型的形状）工具可以更精确地表示）和有限元模型方法（使用非结构化网格定义的任意形状的模型可以重叠在使用结构化网格定义的模型上，以照原样使用通过CAD工具创建的形状）。

2、大规模计算

在结构化网格中，即使是复杂的模型也几乎不需要修改，并且模型的形状或比例不会影响网格生成的难度。另外，Solver在并行计算中以高速执行计算，并且随着速度的增加，取决于子域的数量，Solver实现了有效的处理。

3、辐射

可以计算考虑了扩散，反射，透射，折射和吸收的辐射热传递。可以使用VF（视角因子）方法和FLUX方法*1。灯功能可以模拟灯丝的辐射热，而无需灯的详细形状信息。除灯丝外，还可将激光束和半值角指定的缺陷辐射用作热源模型。

4、读取布线图

要详细根据印刷电路板（PCB）的布线图计算传热条件，该模块可以读取从电动CAD工具输出的Gerber数据，并将该数据作为模型进行热流体分析。通过使用Gerber数据，考虑到布线图案不均匀影响传热的情况，可以获得更现实的计算结果。

5、太阳辐射（ASHRAE，NEDO）

由ASHRAE和NEDO发布的气候数据是预设的，可用于条件设置。通过输入经度，纬度，日期和时间的任意值，将自动计算指定位置和时间的太阳高度和太阳的方位角。可以详细检查太阳辐射的影响。可以设置各种参数，包括太阳辐射的吸收率和反射率以及磨砂玻璃等散射光的材料。

6、湿度/结露

该软件可以分析空气中的湿度。可以考虑由于温度变化而在壁表面上发生的结露和蒸发，并且可以获得单位时间内的结露和蒸发量。该软件支持分析固体内部的水分传递，该功能可用于分析可渗透物体和零件内部的结露。

7、粒子跟踪

软件根据粒子的特性（直径，密度和沉降速度）以及粒子与流体之间的作用/反应来模拟粒子的行为。这包括重力引起的沉降，质点颗粒的惯性力以及静电力引起的运动，粘附在壁面上的液化，蒸发和潜热，带电颗粒在液体中的气泡行为。

8、离散元法

可以执行离散元素方法（DEM）进行多相分析，从而使流体分析和颗粒流动分析耦合起来。

9、运动物体

可以计算运动的刚性物体产生的流量。可以设置条件，包括对象的运动（平移，旋转和弹性变形），生热/吸收和空气供应/返回。在另一个网格上创建运动对象的模型。以这种方式，诸如物体移动的距离之类的条件非常有限。

10、自由表面

该软件计算气体和液体之间的界面形状。可以使用MARS或VOF方法，并且可以选择计算目标相：气体和液体，仅气体或仅液体。该功能在许多领域都非常有用：从土木工程和建筑领域的海啸分析到电子设备领域的焊接分析。

11、热舒适度，热应力风险和通风效率指数

舒适度指数PMV和SET*可以从已经获得的温度，湿度和MRT（平均辐射温度）中得出，作为结果处理功能之一。可以一键设置WBGT（热应力风险指数）和通风效率的标度（SVE），其中一些指标可以转换为实时值，并且可以选择计算区域范围（例如，两个房间之一）。

12、面板（热传导/传递/热传递）

可以将材料特性和运动条件应用于模型中没有厚度的面板，从而可以将热量传导到其他部件并散发到空气中。这样可以模拟进纸和胶片干燥过程，在此过程中，细小物体会反复移动和受热。

三、开机自检

强大而令人印象深刻的多物理场可视化软件

在后处理器中，您可以可视化在Solver中计算的模拟结果。这对产品设计审查非常有效，因为在后处理器中，您可以检查例如实际产品中无法测量或观察到的地方的温度分布。您不仅可以输出静止图像，还可以输出动画，以及CradleViewer的输出文件。

四、PICLS

印刷电路板实时热仿真工具

PICLS是一种热仿真工具，可帮助设计人员轻松地进行PCB的热仿真。即使您不熟悉热模拟，也可以通过该工具在2D中轻松，快速地操作来获得模拟结果，而不会产生压力。您可以将在PICLS中创建的PCB的数据导入到scSTREAM和HeatDesigner，也就是说，您可以将分析数据从PCB设计阶段无缝传递到机械设计阶段。

1、PICLS的有用应用

解决当前产品的散热问题

检查零件布局的热干扰

考虑根据布线图案（覆盖率）的散热变化检查散热孔的布置（例如位置，数量）

检查散热孔的布置（例如位置，编号）

检查散热器的性能

检查PCB的尺寸

检查铜箔的层数和厚度

考虑自然/强制风冷

考虑辐射热

考虑散热器（鳍片数量，尺寸

通过连接到机箱检查散热性能

考虑PCB安装环境

2、外部文件界面

您可以导入IDF 3.0和Gerber数据

3、考虑简单外壳

您可以考虑通过连接外壳来散热

4、散热器

您可以分配和显示零件，例如板翅片和散热板

5、库

您可以将创建的零件注册并重新使用到库

6、切出PCB

通过切出创建任意形状的PCB

7、预览

检查3D中组件的布局

8、设置配线图案覆盖率

通过矩形和多边形指定区域

9、放置散热通孔

指定通孔和IVH

指定填充通孔

10、设置安装环境

水平/垂直安装

考虑强制空气冷却和辐射

11、显示每一层

通过选择聚焦层来检查每一层

12、实时显示实时

检查组件翻译

13、报告输出

输出分析结果作为报告

14、警报功能

您可以检查温度高于阈值的零件

15、链接到

scSTREAM或HeatDesigner的热流体分析输出CAB文件

五、实用工具

1、scMonitor

您可以在Solver计算期间可视化scMonitor中的仿真进度。例如，您可以检查配准表面的压力轮廓以及轴向平面上的温度轮廓和流量矢量。

2、LFileView

LFileView是L文件的专用查看器，L文件在模拟过程中自动输出。您可以使用每个循环的变量值和指定输出的最大/最小/平均值，以数字方式检查仿真的进度。

3、VB接口

该软件支持Microsoft提供的COM技术。您可以使用Microsoft Office产品和Visual Basic（VB）来控制软件。该软件捆绑了用于创建和执行自动操作流程的工具scWorkS ketch。通过使用该工具，您可以轻松创建原始的自动操作流程。另外，您可以将创建的流注册为模板并重复使用。

有用的功能

自动创建报告的工具

独特的GUI

自动从2D数据创建模型的工具

4、参数研究工具

使用参数研究工具，您可以一次将多种情况的分析条件设置为多个条件-例如，当您使用修改的参数（例如流量或热量）运行多个计算时。该界面易于使用类似电子表格的设置。您可以在同一界面中检查每种情况的状态以及输出参数，例如指定平面上的最高/最低温度或平均压力。

5、HeatPathView

使用HeatPathView，您可以查看散热措施，重点关注每个组件。该工具可以直观，全面地评估热平衡并搜索散热路径。通过了解热流，可以使散热设计更可靠

6、转换器

在热流体分析中获得的数据（FLD/FPH文件），例如压力，温度和传热系数，可以映射到结构分析软件（Abaqus，I-DEAS，Nastran）的输入数据。此外，结构分析的输入数据可以转换为FLD或FPH文件。scCONVERTER可以从多个静止图像（BMP/PNG文件）创建动画文件，编辑FLD/FPH文件，以及将P文件转换为FLD文件或将FLD文件转换为iFLD文件。

7、CradleViewer

在Postprocessor中可视化的模拟结果可以保存在文件中，并且可以在简单的查看器中打开该文件。在查看器中，可以通过鼠标并通过触摸操作*来改变视点和距离。CradleViewer是免费提供的。您甚至可以在没有安装后处理器的环境中共享仿真结果。

8、Optimus®

Optimus具有与scSTREAM，scFLOW和SC/Tetra的直接接口，无需任何其他自定义即可执行优化。它还支持使用API创建原始GUI和使用Quality Engineering（田口方法）进行优化。

Cradle CFD 2021软件亮点

scSTREAM热流体软件已经为电子和建筑行业服务了30年。 不断发展的软件的特点是其绝大多数用户友好的界面和高速处理。 HeatDesigner基于scSTREAM，是专门为电子产品的热设计而开发的。 HeatDesigner通过其简单的界面和强大的计算性能提供仅热设计所需的物理功能。

2、HeatDesigner

HeatDesigner是专门用于电子设备冷却热分析的结构化（笛卡尔）网格热流体分析软件。 它使用Software Cradle的scSTREAM通用结构化网状热流体软件产品的核心技术。 HeatDesigner的性能针对不需要精确再现精细几何曲率即可预测准确流场的应用进行了优化。 但是，HeatDesigner能够容纳具有超过一亿个元素的网格，从而使其能够捕获精细的几何细节。 与scSTREAM一样，HeatDesigner的主要优点是计算速度快且内存消耗低。

3、SC / Tetra

SC / Tetra是通用热流体模拟软件，使用混合网格来高精度表示表面形状。 它的特点包括复杂的网格生成系统，高速计算，低内存消耗以及整个操作过程中用户友好的功能。 您可以在短时间内轻松获得仿真结果。

4、印刷电路板的热仿真工具

通过2D简便快速地实时生成结果 PICLS是专门设计用于PCB的热仿真的热仿真工具。 通过使用图层和PCB操作工具在2D中像E-CAD一样简单快速地进行操作，可以轻松完成PCB建模。 您可以从第一天开始导入E-CAD数据以执行热分析。

5、实时结果

使用典型的热分析工具，需要更长的时间来计算和获得仿真结果。 使用PICLS，可以实时生成一键和分析结果。 通过简单的设置和快速的计算，可以现场显示热分布，以评估热对策的有效性。

Cradle CFD 2021使用帮助

1.横截面上温度分布的时间变化

分析概要

2.分析遵循以下步骤。

3.启动scFLOWpre

4.启动scFLOWpre。 然后，单击[打开项目的引用]，然后打开创建的tut01.pph。

二、修改分析条件

1.将Tutorial01的设置修改为瞬态分析的设置。

2.基本设定

3.在导航窗口中单击[条件]以打开[条件向导]对话框。

4.在[条件向导]-[基本设置]-[稳定/瞬态]中选择[瞬态分析]。 如下修改[时间和周期参数]的设置：如下修改时间和周期参数：

上一周期：200

类型：时间步

时间步：0.005 [s]

三、初始条件

1.在瞬态分析中，需要初始条件。

2.在条件向导中单击[初始条件]以打开[初始条件]对话框。 将[整个区域]的初始温度设置为20℃。

四、修改输出设置

1.进行瞬态分析结果的输出设置。

2.修改[字段文件的输出]-[分析数据的输出设置]

3.根据瞬态分析，更改输出设置，以使字段文件每20个周期输出一次。

4.单击[条件向导]-[字段文件的输出]-[分析数据的输出设置]，然后修改[分析数据的输出设置]的项目。

5.在[输出定时]中选择[每个指定的周期]，然后在[周期间隔]中输入[20]。

6.修改[字段文件的输出]-[部分字段（FPH）文件]

7.进行部分字段文件的设置，以在分析过程中可视化结果。

8.选择[部分字段文件]，然后单击“新建”。

9.在[周期间隔]中输入[10]。

10.选中[单独选择输出变量]。

11.检查[温度]。

12.单击“确定”关闭对话框。

13.修改文件规格

14.修改要创建的文件的名称。

15.在条件向导中单击[文件名]。

16.在[项目（PPH文件）名称]中输入[tut03-1]，然后单击“应用于以下文件名”。

17.单击完成关闭对话框

五、分析所需的输出文件。

1.在导航窗口中单击[执行]以打开[执行]对话框。

2.确保选中[保存分析文件]和[保存项目]。

3.单击确定，然后在显示的对话框中单击执行。

4.将使用新名称保存分析所需的工程文件（* .pph），网格文件（* .gph）和分析条件文件（* .sph）。

5.输出文件后，退出预处理器。

6.创建不同时间步长的分析文件

7.创建具有不同时间步长的分析文件。

8.创建一个新文件夹，然后在该文件夹中复制tut03-1.pph。

9.将复制的PPH文件加载到scFLOWpre中。

10在导航窗口中单击[条件]以打开[条件向导]对话框。

11.在[分析条件] – [基本设置] – [时间步长]中输入[0.05 s]。

12.点击[文件名]。

13.在[项目（PPH文件）名称]中输入[tut03-2]，然后单击“应用于以下文件名”。

14.单击完成关闭对话框

15.在导航窗口中单击[执行]以打开[执行]对话框。

16.确保选中[创建分析文件]和[保存项目]。

17.单击确定，然后在显示的对话框中单击执行。18.将使用新名称保存项目文件（* .pph），网格文件（* .gph）（分析必需）和分析条件文件（* .sph）。19.输出文件后，退出预处理器。

20.注册计算作业

21.启动规划求解，然后使用以下方法之一注册SPH文件。

22.从[文件]-[打开]显示文件对话框。 选择[SPH文件（* .sph）]作为文件类型，然后打开tut03-1.sph。

23.以相同的方式打开tut03-2.sph。

24.将tut03-1.sph和tut03-2.sph拖放到规划求解窗口中。

25.切换到绘图窗口显示模式

26.要监视分析进度，请将窗口布局切换到“绘图窗口显示模式”。

六、执行分析

1.在[作业计划程序]中，双击tut03-1，然后单击执行以开始分析。 分析tut03-1结束后，分析tut03-2将自动开始。

2.将继续进行分析，并在绘图窗口中显示进度。

3.检查Courant号

4.检查L文件中的Courant编号。

5.双击[Job Scheduler]中的tut03-1，然后单击工具栏中的LFileView 图标。

6.下图显示了从L文件获得的平均和最大库兰特数。 tut03-1的平均Courant数约为0.8。

7.通过双击一个项目，可以确认平均库兰特数随时间（周期）的变化

七、控制方程

1.在重现物理现象的数值模拟中，例如建筑物或汽车周围的流动或房间中温度分布的变化，我们需要求解在给定的边界条件和初始条件下控制这些物理问题的基本方程式。 在热流体分析中使用以下控制方程式。

2.动量守恒方程（Navier-Stokes方程）

3.　连续性方程

4.节能方程

5.代表湍流传输的模型方程

6.求解器中使用了有限体积方法来在计算机上求解上面列出的方程式。 有限体积方法通过将控制方程转换为积分守恒形式来求解控制方程，该守恒形式在分解元素的每个分数单位或控制体积上表示。

八、物理变量的位置

1.速度分量定义在元素中每个面的中心，即在垂直于X轴的面上定义了U分量，V分量定义在垂直于Y轴的面上，并且W分量定义在垂直于Z轴的面上。

2.标量变量（例如压力，温度等）都在元素的体积中心上定义。

3.写入时间序列输出文件中的速度分量（其地址由坐标数据指示）是元素近端的值，而标量变量是元素体积中心的值。另一方面，指定（I，J，K）地址时，速度分量和标量变量分别是元素的面和体积中心的值。（注）Cradle CFD 2021中所有物理变量（包括速度分量和标量）都被插入到Post所需的归档文件中的单元顶点（网格线的交点）上。

以上就是11ba小编为大家带来的Cradle CFD 2021的详细介绍，喜欢就收藏一下吧!说不定会找到你要的惊喜╰(*°▽°*)╯~