2013年1月22日 星期二

實驗 VS 模擬


嚴格來說,若不將『模擬』說清楚,相信很多人(也包括我)當下直覺就是跑程式計算。而實際上,除了用程式計算之外,也有所謂的實驗模擬。由於個人現在僅需負責模擬部分,因此爾後將只探討模擬的部份。

由於數值方法與電腦硬體的進步,現在用數值方式來分析一個問題已經不是一件難事。用電腦來模擬的最大好處,當然就是大家所戲稱的『CFD,Colorful Fluid Dynamics』。因為軟體可以提供計算域裡面的物理量,並且能夠將這些物理量以純量場或向量場的方式表現出來,讓設計者能夠一目了然,從圖表中判斷問題的所在點。如果用實驗的方式,其實驗設備也非常而貴,而且還會有打樣時間的限制,在複雜流場的情況下,可能還真的不行,或是不如軟體的那麼全面。而電腦模擬,只要物理問題是軟體所能夠處理的,都可以天馬行空的假設,不受打樣的限制。當然,模擬也有很多的缺點,例如建模的部份,在部分產品中,一些幾何特徵,並不容易建模,刪除會造成影響,不刪除的的話,則不易建模。



如果你問我,我會選擇使用電腦模擬,但我相信實驗結果。

當然,不同的人對模擬有不同的認知。或許有人認為,軟體算不準,都是使用者的問題。從某些方面來看,使用者確實要負擔一部分的責任,但全部要怪軟體使用者嗎?我舉個例子:在之前的公司做電源的時候,負責客戶的一個案子,電子的處長估了 Heat Loss 讓我模擬,模擬的結果與實際測試差很多。副總把處長唸了一頓,親自操刀估 Heat Loss,模擬的結果和實驗也是有誤差。最後等 Bench Team 把 Heat Loss 量出來後,我問了 Bench Team 的頭兒:你們量的準確度有多少?對方回答說:我也不敢保證,很多東西也沒辦法量的精確,很多也都是用公式算出來的,不是真正量測到的。我只能說,TNN 的,我該相信誰?這次要模擬的電源產品,電子把一部分的 Loss 放在電容上,雖然是少少的,但畢竟還是有。我就說吧,相同的東西,拿給不同的電子去估 Heat Loss,一定會有不同的結果。

所以,我只會認為,模擬軟體是一個很有用的工具,但是要說到模擬結果會和實驗結果十分接近,除了在模擬技巧上必需改善之外,Heat Loss 的準確度也非常重要。

只希望花錢的老闆要有這個認知,模擬不夠準不單單是熱流工程師的責任,電子所評估的 Heat Loss,影響也不小。模擬軟體僅是一個工具,只看你如何定位他?如何使用他?用的好事半功倍;用得不好,自然覺得他一無是處。

2 則留言:

雷恩 提到...

可以順便請問一下,像這種電源產品,heat-loss計算有改善的方法嗎?
叫thermal 工程師設法去修正 heatloss,再去跟實驗做比對,
實在困難!!

隨便走走..隨便說說.. 提到...

我們之前,是著重在 Thermal Model 的部份。做法是用 Dummy Heater,自己控制 Heater 的電壓電流(消耗功率),然後跟 FloTHERM 的計算結果比對。那時候,沒有 Choke 和 Transformer 沒辦法加熱,把其他的 MOSFET 換成 TO-220 的 Heater。結果是,除了風扇附近一兩顆 MOSFET 誤差較大外,其餘的誤差都在 2C 以內。之後,EE 就閉嘴了。

至於反過來去 Tune 熱損,或許可以將量測結果的溫度,在模型中設定,然後用 Region 去看通過的熱通量,再去 Fine Tune。這是我的想法。