Icepak培训教程-中文.pdf

发布时间：2022-06-12 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.51M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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目录什么是 Icepak?...................................2 程序结构.........................................2 软件功能.........................................3 练习一翅片散热器..........................8 练习二辐射的块和板.......................43 练习三瞬态分析练习四笔记本电脑练习五改进的笔记本电脑练习六 IGES 模型的输入练习七非连续网格练习八 Zoom-in 建模 1

1.1 什么是 Icepak? Icepak 是强大的 CAE 仿真软件工具，它能够对电子产品的传热，流动进行模拟，从而提高产品的质量，大量缩短产品的上市时间。 Icepak 能够计算部件级，板级和系统级的问题。它能够帮助工程师完成用试验不可能实现的情况，能够监控到无法测量的位置的数据。 Icepak 采用的是 FLUENT 计算流体动力学 (CFD) 求解引擎。该求解器能够完成灵活的网格划分，能够利用非结构化网格求解复杂几何问题。多点离散求解算法能够加速求解时间。 Icepak 提供了其它商用热分析软件不具备的特点，这些特点包括： • 非矩形设备的精确模拟 • 接触热阻模拟 • 各向异性导热率 • 非线性风扇曲线 • 集中参数散热器 • 外部热交换器 • 辐射角系数的自动计算 1.2 程序结构 Icepak 软件包包含如下内容: • Icepak, 建模，网格和后处理工具 • FLUENT, 求解器 2

图 1.2.1: 软件架构 Icepak 本身拥有强大的建模功能。你也可以从其它 CAD 和 CAE 软件包输入模型. Icepak 然后为你的模型做网格, 网格通过后就是进行CFD求解。计算结果可以在Icepak中显示, 如图 1.2.1 所示. 1.3 软件功能所有的功能均在 Icepak 界面下完成。 1.3.1 总述 • 鼠标控制的用户界面 o 鼠标就能控制模型的位置，移动及改变大小 o 误差检查 3

• 灵活的量纲定义 • 几何输入 IGES, STEP, IDF, 和 DXF 格式 • 库功能 • 在线帮助和文档 o 完全的超文本在线帮助 (包括理论和练习册) • 支持平台 o UNIX 工作站 o Windows NT 4.0/2000/XP 的 PC 机 1.3.2 建模 • 基于对象的建模 o cabinets 机柜 o networks 网络模型 o heat exchangers 热交换器 o wires 线 o openings 开孔 o grilles 过滤网 o sources 热源 o printed circuit boards (PCBs) PCB 板 o enclosures 腔体 o plates 板 o walls 壁 o blocks 块 o fans (with hubs) 风扇 o blowers 离心风机 o resistances 阻尼 o heat sinks 散热器 o packages 封装 • macros 宏 o JEDEC test chambers JEDEC 试验室 o printed circuit board (PCB) o ducts 管道 o compact models for heat sinks 简化的散热器 • 2D object shapes 2D 模型 o rectangular 矩形 o circular 圆形 o inclined 斜板 o polygon 多边形板 • complex 3D object shapes 3D 模型 o prisms 四面体 o cylinders 圆柱 o ellipsoids 椭圆柱 4

o elliptical and concentric cylinders 椭圆柱 o prisms of polygonal and varying cross-section 多面体 o ducts of arbitrary cross-section 任意形状的管道 1.3.3 网格 • 自动非结构化网格生成 o 六面体，四面体，五面体及混合网格 • 网格控制 o 粗网格生成 o 细网格生成 o 网格检查 o 非连续网格 1.3.4 材料 • 综合的材料物性数据库 • 各向异性材料 • 属性随温度变化的材料 1.3.5 物理模型 • 层流/湍流模型 • 稳态/瞬态分析 • 强迫对流/自然对流/混合对流 • 传导 • 流固耦合 • 辐射 • 体积阻力 • 混合长度方程（0-方程）, 双方程(标准 - 方程), RNG - , 增强双方程 (标准 - 带有增强壁面处理), 或 Spalart-Allmaras 湍流模型 • 接触阻尼 • 体积阻力模型 • 非线性风扇曲线 • 集中参数的 fans, resistances, and grilles 1.3.6 边界条件 • 壁和表面边界条件：热流密度, 温度, 传热系数, 辐射,和对称边界条件 • 开孔和过滤网 • 风扇 5

• 热交换器 • 时间相关和温度相关的热源 • 随时间变化的环境温度 1.3.7 求解引擎对于求解器 FLUENT,是采用的有限体积算法。有如下特点： • 多点离散算法来缩短求解时间 • 选择一阶迎风格式或高阶格式来提高精度 1.3.8 可视化后处理 • 3D 建模和后处理 • 可视化速度向量，云图，粒子，网格，切面和等值面 • 点示踪和 XY 图表 • 速度，温度，压力，热流密度，传热系数，热流，湍流参数等云图 • 速度，温度，压力最大值 • 粒子动画 • 瞬态动画 • 切面动画 • 输出为 AVI, MPEG, FLI, 及 GIF 动画格式 1.3.9 报告 • 写出用户定义的 ASCII 文件 (如热流密度，质量流量，传热系数等) • 任何点的时间历程 • 求解过程中点的监控 • 报告风扇工作点 • 直接输出到打印机，格式如下： o color, gray-scale, or monochrome PostScript o PPM o TIFF o GIF o JPEG o VRML o MPEG movies o AVI movies o FLI movies o animated GIF movies 6

1.3.10 应用 Icepak 有着广泛的工程应用，如： • 计算机机箱 • 通信设备 • 芯片，封装和 PCB 板 • 系统模拟 • 散热器 • 数字风洞 • 热管模拟 7

练习 1 翅片散热器介绍本练习显示了如何用 Icepak 做一个翅片散热器。通过这个练习你可以了解到： • 打开一个新的 project • 建立 blocks, openings, fans, sources, plates, walls • 包括 gravity 的效应,湍流模拟 • 改变缺省材料 • 定义网格参数 • 求解 • 显示计算结果云图，向量和切面问题描述机柜包含 5 个高功率的设备（密封在一个腔体内），一块背板 plate，10 个翅片 fins，三个 fans, 和一个自由开孔，如图 1.1 所示。Fins 和 plate 用 extruded aluminum. 每个 fan 质量流量为 0.01kg/s，每个 source 为 33W.根据设计目标，当环境温度为 20C 时设备的基座不能超过 65C。 8

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