Cradle CFD 2026.2 新功能:3D→1D 熱模型降維、scFLOWpre 加速與 Revit/Omniverse 整合
Cradle CFD 2026.2 的重點是「跟其他軟體接得更順、大模型前處理更快、求解更穩」。3D 熱模型可以直接降維成 1D 熱路匯入 Simscape,scFLOWpre 大模型操作更快,scSTREAM 可直接讀 Revit 建築資料,結果還能匯出到 Omniverse 做寫實展示。本文整理 10 項新功能的用途與適用情境。
這一版改了什麼?
Cradle CFD 2026.2 已經開放下載(原廠公告 2026-11-04)。這一版的方向很明確:讓 CFD 跟上下游軟體接得更順、讓大型網格與模型設定更快、讓求解器在網格品質不理想時也跑得穩。六大亮點如下:
- 3D→1D 熱模型降維
- 從 scFLOW/scSTREAM 穩態結果萃取零件間的熱連結,自動產生等效 1D 熱路並匯入 MATLAB Simscape,暫態熱評估從幾小時縮到幾分鐘。
- scFLOWpre 前處理加速
- 大模型生成後介面反應大幅變快;切面自動上色檢查網格;可依空間容差自動連接不連續網格。
- scFLOW 求解器穩定性
- IGG 梯度計算、滑動網格任意投影、重疊網格最小二乘插值、粗粒化 DEM 新接觸模型。
- Revit 外掛強化
- scSTREAM 一步匯入 Revit 的建築、機電、結構資料,自動移除風門等不需要的零件。
- 匯出到 Omniverse
- scPOST 直接輸出 USD 格式,搭配點雲與即時光線追蹤做寫實展示。
- 其他增強
- Batemo 電池 FMU、CSS 表面張力模型、多波段輻射、scFLOW 結果映射到 scSTREAM。
3D→1D 熱模型降維:暫態評估從幾小時變幾分鐘
大型電子機殼、電源模組、變壓器這類組件,要評估不同負載下的暫態溫升,若每個工況都跑一次 3D 暫態 CFD,時間成本很高。2026.2 在 scFLOW/scSTREAM 新增一套自動化流程:先跑一次 3D 穩態模擬,再用 HeatPathView 工具萃取各零件之間的熱連結(傳導、對流路徑),產生等效的 1D 熱網路,並自動匯入 MATLAB Simscape。
之後的暫態工況就在 Simscape 裡以 1D 熱路計算,幾分鐘就能看到每個零件的溫度隨時間變化,3D 模型只要在設計變更時再跑一次即可。
圖 1|3D 熱模型(上)經 HeatPathView 萃取熱連結網路(左),自動產生 Simscape 1D 熱路模型並輸出各零件的暫態溫度曲線(下)。
scFLOWpre:大模型前處理更快、網格檢查更直覺
- 介面反應加速
- 大型模型網格生成完成後,介面的回應時間大幅縮短,旋轉、選取、切換顯示不再卡頓。
- 切面自動上色
- 剖切面會依區域自動上色,一眼就能看出網格是否切對、邊界層與區域分界是否正確。
- 網格品質選單改版
- 網格品質資料的瀏覽方式更簡潔,找出問題網格、定位位置更快。
- 不連續網格自動連接
- 依設定的空間容差自動連接不連續的網格,快速把各區域接起來,確保區域之間的熱傳遞正確。
圖 2|網格剖面顯示:舊版(上)與 2026.2 依區域自動上色的新版(下)。
scFLOW 求解器:網格差也跑得穩
實務上,複雜幾何很難每一顆網格都漂亮。2026.2 在 scFLOW 求解器加入多項新演算法,針對最常見的發散與誤差來源下手:
- 隱式 Green-Gauss(IGG)梯度
- 網格品質差、單元變形時,梯度計算仍能維持穩定,避免模擬中途崩潰;誤差比傳統 GG 法低,與 QR-LSQ 的精度比較則視參數設定而定。
- 滑動網格任意投影
- 旋轉機械滑動網格介面交換資料的新演算法,即使介面網格粗也能降低模擬誤差。
- 重疊網格最小二乘插值
- 重疊(Overset)網格之間改用最小二乘插值,減少假性速度。
- 粗粒化 DEM 接觸模型
- 粗粒化離散元素法的新力接觸偵測模型,可使用更大的時間步長,縮短顆粒流模擬時間。
圖 3|梯度相對誤差 vs. 網格尺寸:IGG(綠、藍)的誤差明顯低於 GG(深綠),與 QR-LSQ 相當或更好,依參數而定。
Revit 外掛:廠房與半導體廠 HVAC 分析一步到位
廠房、無塵室與半導體廠的 HVAC 分析,過去最花時間的是把建築模型整理成 CFD 能用的幾何。2026.2 的 scSTREAM Revit 外掛可以一步匯入 Autodesk Revit 的建築、機電(MEP)與結構資料;HVAC 系統、風管或出風口面可以手動或自動選取,直接註冊成對應的邊界條件;流場分析不需要的零件(例如風門)也會自動辨識並移除。
圖 4|Revit 外掛三項強化:連結 Revit 檔(建築/MEP/結構)、直接註冊出風口面為流動邊界、自動移除風管中的風門。
匯出到 Omniverse:寫實展示模擬結果
scPOST 現在可以把場景直接匯出成 Omniverse 使用的 USD 格式。scPOST 本身不支援的點雲資料,可以在 Omniverse 裡和流場結果一起顯示,並用即時光線追蹤做出寫實又流暢的展示畫面,適合給客戶簡報或設計審查使用。
圖 5|左:點雲資料與流場箭頭結合;右:即時光線追蹤的車輛外流場展示。
其他增強:電池、表面張力、輻射與結果映射
- Batemo 電池 FMU 熱耦合
- 沒有電芯熱資料也能做電池包熱分析:scFLOW 當 FMI 主控,搭配 Batemo 電芯資料庫,依電芯型號、溫度與電流算出每顆電芯的發熱量,並與 scFLOW 的溫度場雙向更新。
- CSS 表面張力模型
- 新的表面應力(CSS)公式不必直接計算界面曲率,可減少曲率誤差造成的假流動,也可能降低計算成本。適用毛細流、液滴與氣泡模擬。
- 多波段輻射
- scSTREAM 可定義波長分段,並為固體材料設定隨波長變化的輻射與吸收特性,用於紅外線加熱、燈管加熱製程等需要考慮光譜效應的應用。
- scFLOW 結果映射到 scSTREAM
- 在 scFLOW 細緻貼體網格算出的結果(FPH 格式),可透過空間映射當作 scSTREAM 的初始流場或邊界條件。風扇尾流、狹縫流這類細節先用 scFLOW 算好,scSTREAM 就不必再加密網格。
圖 6|Batemo FMU 耦合:scFLOW 提供每顆電芯溫度 Tk(t) 與電流 i(t),Batemo 回傳電芯發熱量。
圖 7|毛細上升驗證(FIRM 界面追蹤):傳統 CSF 模型(左)液柱高度偏離理論值,CSS 模型(右)與理論值幾乎一致。
圖 8|快速熱處理(RTP)矽晶圓輻射加熱:18 支紅外線燈管、石英窗與晶圓,短波(藍)與長波(紅)分開計算。
圖 9|scFLOW 的截面流速資料(左)映射為 scSTREAM 的入口邊界條件(右)。
新功能快速整理
| 面向 | 功能 | 工程效益 |
|---|
| 系統整合 | 3D→1D 熱模型降維(Simscape) | 暫態熱評估從幾小時縮到幾分鐘 |
| 前處理 | scFLOWpre 介面加速、切面上色、不連續網格自動連接 | 大模型操作順、網格問題好找 |
| 求解器 | IGG 梯度、滑動網格投影、重疊網格插值、DEM 接觸 | 網格差也不易發散,誤差更低 |
| 建築/廠房 | Revit 外掛強化 | HVAC 模型準備時間大幅縮短 |
| 後處理 | 匯出 Omniverse(USD) | 寫實展示、可結合點雲 |
| 物理模型 | Batemo FMU、CSS 表面張力、多波段輻射、結果映射 | 電池、微流體、半導體製程應用更完整 |
FAQ
- 3D→1D 降維需要另外買 MATLAB 嗎?
- 降維後的熱網路是匯入 MATLAB Simscape 使用,因此需要 MATLAB 與 Simscape 授權;萃取熱連結的 HeatPathView 工具則包含在 Cradle CFD 中。
- IGG 梯度要手動開啟嗎?
- IGG 是可選的梯度計算方法,建議在網格品質較差、容易發散的案例優先嘗試,並與原本的設定比對結果。
- Revit 外掛支援哪個軟體?
- Revit 外掛是搭配 scSTREAM 使用,適合建築、廠房、無塵室與半導體廠的空調與氣流分析。
- 可以用 MSCOne Token 使用 Cradle CFD 2026.2 嗎?
- 可以。Cradle CFD 包含在 MSCOne 的軟體清單中,歡迎與我們聯繫確認授權配置。
結尾
想看看 3D→1D 熱模型降維、IGG 梯度在您的模型上效果如何,或安排 Cradle CFD 2026.2 實機展示,歡迎與星恆聯繫。
關於作者
星恆技術團隊|CAE 應用工程師:負責 Cradle CFD(scFLOW、scSTREAM)的導入、電子散熱與熱流分析流程建置,以及與 Adams、Simscape 的聯合模擬。
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