Icepak实例详解(中文)
Icepak中文练习教程
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
点击 button 生成一个 block.
Icepak 将生成一个新的 block 并放在 cabinet 的中央. 你需要改变 block 的大小。
(b) 点击 button 来打开 Blocks 面板.
10
(c) 点击 Geometry. (d) 输入下面坐标：
xS 0 yS 0 zS 0
xE 0.006 yE 0.25 zE 0.356
步骤 2: 建立模型
建模之前，你首先要改变机柜的大小。然后建立一块背板和开孔，接下来就是建立风 扇，翅片和发热设备。 1. 改变机柜大小，在 Cabinet 窗口下.
9
Model
Cabinet
另外： 你也可以打开 Cabinet 面板 ，通过点击 Edit 窗口.
(a) 在 Cabinet 面板下, 点击 Geometry. (b) 在 Location 下, 输入下面的坐标:
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：
图 1.2.1: 软件架构 • 非矩形设备的精确模拟
1
• 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练习实例笔记本电脑
第三組
第四組
第五組
第六組
第七組
建立 CPU 風扇
P-Q Curve data
建立外排風扇
P-Q Curve data
Volumetric Flow Rate 0
2.49E-04 4.99E-04 7.48E-04 9.47E-04
Pressure Drop 11.76 7.448 4.41 3.136 0
Generate Mesh
Results
No Image
Velocity
建立 CPU 風扇 Grille
建立 三組 Cabinet之Grille
第一組
第二組
第三組
檢測模型與摘要
產生網格
Mesh Quality ( I )
Mesh Quality ( II )
Results
Temperature Contour
Plane Cut
Modify
Notebook Computer
開檔與設定
建立模型
Cabinet：
建立材料 選擇此按鍵
或雙擊 material.1
Density & Specific heat 於固體材料僅 於暫態分析時使用
建立硬碟模型
硬碟模型可以中空棱柱方塊代表
建立軟碟模型
軟碟模型可以中空棱柱方塊代表
建立 CPU 模型
•以一組實體與中空方塊建立 Power Supply 模型
建立第二組 Power supply
建立 Pack 裝置
Group Block Object
Right Click
選取所有 Block 物件(shift + 滑鼠左鍵 ) 以拖拉方式將所選取之Block 物件放置 Group.1
ANSYSIcepak瞬态模拟计算案例stepbystep
ANSYSIcepak瞬态模拟计算案例stepbystep一、写在前面本教程的目的是演示ANSYS Icepak的瞬态热模拟计算功能。
在这个案例中，读者可以掌握：1.对热模拟定义瞬态设置；2.对几何指定随时间变化的参数；3.通过组（Group）拷贝模型；4.检查瞬态热模拟的计算结果，包括计算结果的动画展示；注意：由于网格划分方法和Fluent求解器版本的不同，网格数以及计算结果可能略有不同。
二、案例描述本案例模型包括：一个散热器、4个面热源位于散热器基板底部，每个热源热耗随时间进行变化，峰值热耗100w。
整体模型放置于在自然冷却的环境下进行散热。
(假定读者熟悉ANSYS Icepak的基本操作，不熟悉读者可点击文尾的阅读原文查看笔者在仿真秀官网发布视频教程)三、热模拟过程1、启动ANSYS Icepak，建立新的项目，并对其命名为Transient；Icepak的项目不允许有中文、星号*、逗号，等等字符，输入字母或者数字即可。
2、打开Problem setup—Basic parameters，进入Transient setup面板，选择Transient，进行瞬态设置，在Start和End中分别输入0和20，表示计算的总时长为20s。
3、点击Edit parameters ，选择Time step时间步长，将其设置为1s，并且在Solution save interval中也设置为1（Time step与Solution save interval数值的乘积表示瞬态计算结果保存的频率，即多少S保存一次结果），点击 Transient parameters面板的Accept，保存瞬态时间的设置。
注意：每个工况的时间步长是不一致的，如果时间步长过大，则瞬态时间的精度不够，可能导致瞬态计算结果不稳定，求解发散；但是如果时间步长过小，则造成计算耦合的时间非常长。
4、构建热模型①Cabinet：双击打开cabinet面板，点击属性，修改Min y、Max y为Opening，点击Done。
Icepak培训中文教程pdf
菜单栏
包含文件、编辑、视图、工具、窗 口和帮助等菜单项；
工具栏
提供常用命令的快捷方式，如新建、 打开、保存、打印等；
界面布局及功能区域划分
01
02
03
项目树
显示当前打开的项目结构， 方便用户管理和导航；
属性窗口
显示选中对象的属性信息， 如几何、材料、边界条件 等；
图形窗口
用于显示和编辑三维模型 及分析结果。
数据提取与整理
用户可学习如何从模拟结果中提取所需数据，并进行整理、分析和 解释，以便在报告中呈现关键信息。
自动化报告生成
通过脚本编程或宏命令，用户可实现报告的自动化生成，大大提高 工作效率和准确性。
06
高级功能应用与拓展
多物理场耦合分析方法
热电耦合分析
研究电子设备在热场和电场共同作用下的性能表 现。
边界条件设置
根据实际问题准确设置边界条件，如温度、速度、压力等，以保证 计算结果的准确性。
求解器参数调整
根据问题类型和计算需求，调整求解器的参数设置，如松弛因子、迭 代步数等，以加速收敛和提高计算效率。
提高求解效率方法探讨
并行计算
利用多核CPU或GPU进 行并行计算，显著提高
计算速度。
算法优化
采用更高效的数值算法 和计算方法，减少计算
三维模型。
先进的网格技术
采用自适应网格技术，能够在 保证计算精度的同时提高计算
效率。
丰富的物理模型
内置多种物理模型，如热传导、 热对流、热辐射等，能够准确
模拟电子设备的热行为。
高效的求解器
采用先进的数值求解算法，能 够快速准确地求解电子设备热
分析问题。
应用领域与案例分析
icepak 振荡 松弛因子
Icepak 相关知识1. Icepak 是由英特尔公司开发的一款用于热管理和流体动力学仿真的软件工具，广泛应用于电子设备、汽车、航空航天和工业设备等领域。
2. Icepak 软件可以帮助工程师模拟和优化电子设备中的热传导和流体动力学问题，包括热传导、对流、辐射和相变等。
3. Icepak 软件的核心算法包括有限元分析、有限体积法和格子Boltzmann方法，能够精确地模拟复杂的流体动力学现象。
振荡现象的产生1. 在一些特定的情况下，使用 Icepak 软件进行热管理仿真时，可能会出现振荡现象。
2. 振荡现象是指系统在受到外部扰动或内部参数变化的情况下，出现周期性、不稳定的运动或变化的现象。
3. 振荡现象可能会导致系统性能下降、设备损坏甚至系统崩溃，因此需要及时识别和解决。
Icepak 振荡现象的分析1. Icepak 软件在仿真过程中，当系统中的热传导、对流和辐射等参数发生变化时，容易出现振荡现象。
2. 振荡现象的产生与系统的稳定性、收敛性有关，可能是由于仿真模型中存在的不稳定因素或者算法收敛性不佳导致的。
3. Icepak 软件中的振荡现象通常会通过振荡松弛因子进行调节和控制，振荡松弛因子是一个重要的调节参数，可以影响系统的稳定性和收敛性。
振荡松弛因子的作用1. 振荡松弛因子是用来控制系统在热管理仿真过程中的振荡现象的重要参数。
2. 振荡松弛因子的大小和取值范围会直接影响系统的稳定性和收敛性，不同的应用场景和模型需要选择合适的振荡松弛因子。
3. 通过合理调节振荡松弛因子，可以有效地减少系统的振荡现象，提高仿真的准确性和可靠性，保证系统的稳定运行。
振荡松弛因子的优化策略1. 在实际的 Icepak 软件仿真过程中，为了避免振荡现象的产生，需要采取合理的振荡松弛因子优化策略。
2. 根据具体的仿真模型和系统特性，选择合适的振荡松弛因子初始取值，确保系统的初始稳定性。
3. 通过迭代和调整振荡松弛因子的取值，观察系统的收敛情况和振荡现象的变化，逐步优化振荡松弛因子的取值。
Icepak4.3练习中文教程(大量算例)
xS -0.025 yS 0 zS 0
xE 0.075 yE 0.25 zE 0.356
(c) 点击 Done. (d) 点击 Scale to fit 来看整个绘图窗口。 另外:
你也可以点击 button.
2. 建立背板 该 plate 是 0.006 m 厚并将 Cabinet 分成两个区域:设备一面 (high-power devices 在这一面的腔体内) 和 翅片一面 (fins 的那一面). 背板在这里是用 block 来描述. (a)
2
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
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
目录
1.1 什么是 Icepak? ....................................... .... .... 1 1.2 程序结构.................................... .... .............. 1 1.3 软件功能................................ ..... ................ 2 练习 1 翅片散热器...........................................6 练习 2 辐射的块和板.........................................41 练习 3 瞬态分析.............................................56 练习 4 笔记本电脑...........................................75 练习 5 修改的笔记本电脑.....................................104 练习 6 非连续网格...........................................114 练习 7 Zoom-in 建模..........................................125 练习 8 带有离心风机的机柜.......................................146 练习 9 网格和模型强化练习.......................................150 练习 10 过滤网的损失系数.........................................159 练习 11 顺排或差排散热器.........................................174 练习 12 减小热阻.................................................189 练习 13 非均匀功率分布...........................................198 练习 14 ICEPAK 的 CAD Object 模型..................................204 练习 15 PCB 板布线层接口模块......................................224
ICEPAK网格划分-中文版
II网格类型
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II网格类型
六面体结构化网格
六面体非结构化网格
六面体核心结构化网格
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III全局网格设置‐ Hexahedral
• • • Mesh type Mesh units Max X, Y, Z size – 设置单元在各方向上的最大尺寸 – 建议设置为cabinet尺寸的1/20 – 对于粗网格1/10就足够了 – 很少设置成小于求解域的1/20，也不推荐 – 此项设置只是针对background mesh，并不 妨碍object周围的细化网格 Minimum gap – 用来忽略模型中小的间隙、未对齐 – 建议设置为模型中最小尺寸的10% Init height – 背离表面方向上第一个单元格的最大高度 – 对大型模型建议勿设置此项，否则会生成 大量的网格
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IV Per‐object网格设置‐长方体
长方体 – 如：Block/Resistance • X,Y,Z count • Low/High X,Y,Z height – 背离object方向的第一个单元格的高度 • Low/High X,Y,Z ratio – 背离object方向网格增长率 • Inward height/ratio – 指向object方向的网格高度/增长率
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•
• • • •
Δx1 Δx2
III全局网格设置‐ HD Mesher
HD Mesher特有的选项： • Allow stair‐stepped meshing • Allow Multi‐level Meshing
• 可以用来对Hexa mesher无法划分的模型进行网格划 分
Icepak实例详解(中文)
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。
图 1.1:问题描述步骤 1: 创建一个新的项目1. 启动Icepak, 出现下面窗口。
2. 点击New打开一个新的Icepak project.就会出现下面的窗口：3. 给定一个项目的名称并点击Create.(a) 本项目取名为fin,(b) 点击Create.Icepak就会生成一个缺省的机柜，尺寸为 1 m ⨯1 m ⨯1 m。
你可以用鼠标左键旋转机柜，或用中键平移，右键放大/缩小。
还可以用Home position 回来原始状态。
4. 修改problem定义，包括重力选项。
Problem setup Basic parameters(a) 打开Gravity vector选项，保持缺省值。
(b) 保持其它缺省设置。
(c) 点击Accept保存设置。
步骤 2: 建立模型建模之前，你首先要改变机柜的大小。
然后建立一块背板和开孔，接下来就是建立风扇，翅片和发热设备。
icepak接触热阻
icepak接触热阻摘要：I.引言- 介绍Icepak 软件- 阐述接触热阻在Icepak 中的重要性II.接触热阻的概念与原理- 定义接触热阻- 接触热阻的计算公式- 影响接触热阻的因素III.Icepak 中的接触热阻设置- 如何在Icepak 中设置接触热阻- 接触热阻参数的调整- 接触热阻对模拟结果的影响IV.接触热阻在实际应用中的案例分析- 实际案例介绍- 利用Icepak 进行接触热阻模拟- 结果分析与讨论V.结论- 总结接触热阻的重要性- 强调Icepak 在接触热阻分析中的优势正文：I.引言Icepak 是一款专业的热分析软件，广泛应用于电子产品、家电等行业的散热设计。
在散热设计中，接触热阻是一个关键参数，它影响着热量传递的效果。
本文将详细介绍Icepak 中的接触热阻。
II.接触热阻的概念与原理接触热阻是指在两个接触的物体之间，由于微观几何形状、表面粗糙度、材料热导率等因素引起的传热阻力。
接触热阻的计算公式为：θ_c = k / d其中，θ_c 表示接触热阻，k 表示接触面积的热导率，d 表示接触距离。
影响接触热阻的因素包括接触面积、接触距离、表面粗糙度、材料热导率等。
III.Icepak 中的接触热阻设置在Icepak 中，用户可以通过以下步骤设置接触热阻：1.打开Icepak 软件，创建或导入模型。
2.在模型中选择需要设置接触热阻的物体。
3.在菜单栏中选择“Material”，选择物体的材料。
4.切换到“Contact”选项卡，设置接触热阻参数。
5.根据需要调整接触热阻参数，观察模拟结果的变化。
IV.接触热阻在实际应用中的案例分析以某电子产品为例，该产品在运行过程中会产生大量热量，需要通过散热器进行散热。
在设计过程中，利用Icepak 对接触热阻进行模拟分析，可以得到更准确的散热性能预测。
1.设置Icepak 模型，包括产品、散热器和环境。
2.为产品与散热器接触面设置接触热阻参数。
2012-07-24 简单易学 图文并茂 AnsysWB 电子产品热仿真 ICEPAK入门
<简单易学><图文并茂> ANSYSWB之ICEPAK入门致各位新老网友：好久不见，真想念大家了！我这几年，实在过的平淡无奇。
工作原地踏步，学习按部就班，身体渐渐衰老。
唯一欣慰的是小儿一天天长大，身体也渐渐茁壮（基本上从两年前的一月两病，到现在可以坚持两月一病了。
说他是东亚病夫毫不夸张！）。
每天都扭着我买玩具，从变形金刚到宇宙星神，基本上他每天睡着后，我和老婆要收拾半个小时的玩具。
被庸碌的生活所牵绊，上仿真论坛的时间欠奉，一别竟已如此长的日月！回想当年发帖，组织大家讨论WB的长短……心潮澎湃，恍如昨日。
不知道当年的老朋友，还上论坛否？待我发完这篇新帖，诚请新老朋友多多捧场。
By Houzer @2012-07-24**********************************最近应为工作需要，用了ANSYSWB14。
现在它更强大了，流体这块儿集成了Fluent——这个功能强大的求解器，几乎可以解决任何流体问题。
ICEPAK是基于FLUENT的一款针对电子产品热设计的前后端软件，当年同Flotherm一道，合称电子产品热设计的双壁。
可惜ICEPAK的开发和维护一直跟不上，现在被ANSYS收购，集成效果仍不甚理想（后文有具体评述）。
不过还是那句话，相信明天的ICEPAK会更好。
因此学习电子产品热仿真的相关的概念，应该是有益的。
特别是机械类设计，和电子类产品设计，有巨大的相通之处。
现在学习机械的朋友，未尝明日不可转战到消费类电子产品或通讯类产品设计。
WB集成ICEPAK，也是盯准了这个庞大的市场，为WB向个行业延伸应用，埋下伏笔尔。
为找工作计，技不压身矣。
***********************************本次仿真的目的，是研究通讯机柜中的一张板卡，在一定风速下的散热问题。
板卡上有四个SFP的光模块。
何谓SFP模块（图Q1），可参看百度链接：/view/430086.htm?wtp=tt***********************************单盘在ProE里制作，如下图（Q2）所示：备注：1．因为ICEPAK只支持简单的3D几何，因此模块用一个14.5*60*10mm的长方块代替；2．模块的上方，是一片导热胶，也是一个长方块。
icepak中文学习教程
工具栏
提供常用命令的快捷方式，如新建、 打开、保存、打印等；
界面布局及主要功能模块
模型树
显示当前打开的模型结构，方便用户快速定位和 操作；
属性窗口
显示当前选中对象的属性信息，如几何参数、材 料属性等；
图形窗口
用于显示和编辑三维模型，提供多种视图和渲染 模式。
发展历程
Icepak经历了多个版本的迭代更新，不断完善功能和提高 计算精度，逐渐在电子散热领域确立了领先地位。
收购与整合
Icepak最终被ANSYS公司收购，成为ANSYS电子散热解 决方案的重要组成部分，与其他ANSYS软件实现无缝集成 。
Icepak软件功能特点
强大的建模能力
01
Icepak支持多种CAD数据格式导入，能够快速建立复杂电子设
下载Icepak软件安装包；
安装步骤
01
03 02
安装与启动Icepak软件
选择安装路径和相关组件；
完成安装后，启动Icepak软件。
安装与启动Icepak软件
启动方法
1
2
通过开始菜单找到Icepak软件，单击启动；
3
在安装路径下找到Icepak可执行文件，双击启动 。
界面布局及主要功能模块
菜单栏
05
结果后处理与可视化分析
数据提取和结果展示方法
数据提取
通过Icepak提供的后处理工具，用户可以方便地提取仿真结果中的关键数据， 如温度、流速、压力等。这些数据可以以表格、曲线图等形式展示，便于用户 进行进一步的分析和处理。
结果展示方法
Icepak支持多种结果展示方法，包括切面图、等值线图、流线图等。用户可以 根据需要选择合适的展示方法，以更直观地了解仿真结果的空间分布和变化趋 势。
icepak算例 -回复
icepak算例-回复以下是关于"icepak算例"的文章。
【介绍】icepak是一种用于热管理和流体分析的计算流体动力学（CFD）软件。
它被广泛应用于各行各业，特别是电子设备的热管理领域。
本文将以一个icepak算例为例，详细介绍如何使用icepak进行热分析。
【了解问题】首先，我们需要明确我们要解决的问题。
假设我们有一台高性能计算机，最近运行一段时间后频繁出现过热而自动关机的现象。
为了解决这个问题，我们决定使用icepak来分析计算机的热管理情况，找出问题的根源。
【建立几何模型】第一步是建立几何模型。
在icepak中，我们可以通过几何建模工具创建三维模型，该工具提供了各种几何图形的绘制和编辑功能。
对于我们的例子，我们需要绘制计算机主板、散热器以及其他相关组件的几何模型。
【导入材料属性】接下来，我们需要为每个几何模型分配合适的材料属性。
icepak提供了各种材料属性的数据库，我们可以从中选择合适的材料属性，并为每个几何模型分配对应的材料。
例如，我们可以选择铝作为散热器的材料，选择主板上各个元件的材料。
【设置边界条件】在进行热分析前，我们需要为问题设置合适的边界条件。
边界条件包括设置散热器的表面温度、计算机外壳的温度以及其他相关的热边界条件。
这些边界条件将直接影响计算机内部的热分布。
【设定数值参数】为了进行准确的热分析，我们还需要设定数值参数。
这些参数包括计算网格的密度，计算的时间步长等等。
通常情况下，网格密度越高，模拟结果越精确，但计算时间也会相应增加。
【执行热分析】一旦我们完成了几何模型的建立、材料属性的导入、边界条件的设置以及数值参数的设定，我们就可以执行热分析了。
icepak将根据我们提供的信息，计算出计算机内部的热分布，并给出相应的热流、温度分布图以及其他相关结果。
通过分析这些结果，我们可以找出导致过热的原因。
【分析结果】根据icepak提供的热分布图和结果，我们可以更好地了解计算机内部的热管理情况。
Icepak培训中文教程
Icepak培训中文教程引言Icepak是一款功能强大的计算流体动力学（CFD）仿真软件，广泛应用于电子设备散热、热管理系统设计等领域。
本教程旨在为初学者提供系统的Icepak学习路径，帮助读者快速掌握软件的基本操作、模型搭建、求解器设置以及后处理分析等技能。
1.Icepak简介1.1软件特点易学易用：提供直观的图形用户界面，便于用户快速上手。
高效求解：内置多种求解器，支持并行计算，提高计算效率。
丰富模型库：提供多种电子元件、散热器等模型，方便用户搭建仿真模型。
强大后处理功能：支持多种可视化手段，便于分析仿真结果。
1.2应用领域电子设备散热：如PCB板、芯片、散热器等。
热管理系统设计：如数据中心、汽车电子、家用电器等。
能源利用：如太阳能电池板、风力发电机等。
2.Icepak安装与启动2.1系统要求操作系统：Windows、Linux或macOS处理器：64位内存：至少4GB硬盘空间：至少5GB2.2安装步骤1.Icepak安装包。
2.运行安装程序，按照提示完成安装。
3.安装完成后，启动Icepak。
3.Icepak基本操作3.1用户界面菜单栏：提供文件、编辑、视图等操作选项。
工具栏：提供常用操作的快捷按钮。
项目管理器：显示当前项目中的模型、求解器设置等。
属性管理器：显示当前选中对象的属性，如几何尺寸、材料属性等。
视图管理器：显示当前视图的缩放、旋转等设置。
3.2建立模型1.创建几何：通过绘图工具或导入CAD文件创建几何模型。
2.设置材料属性：为模型指定材料属性，如导热系数、密度等。
3.划分网格：对模型进行网格划分，以便进行数值求解。
3.3求解器设置1.物理模型：选择适当的物理模型，如自然对流、强迫对流等。
2.边界条件：设置模型边界条件，如温度、速度等。
3.求解控制：设置求解器的迭代次数、收敛标准等。
3.4后处理分析1.云图：显示温度、速度等物理量的分布情况。
2.矢量图：显示速度矢量的方向和大小。
2024年度Icepak培训中文教程版pdf
10
03
求解器设置与运行
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
2024/3/23
11
求解器类型及选择依据
求解器类型
Icepak提供了多种求解器类型，包括压力基求解器、密度基求解器、以及混合求 解器等。
、使用对称性等。
建模技巧与规范
03
提供一些建模过程中的实用技巧，如合理设置模型单位、使用
图层管理复杂模型、注意模型细节处理等。
8
网格类型及划分策略
网格类型介绍
自动与手动网格划分
详细解释Icepak支持的网格类型，如 结构化网格、非结构化网格、混合网 格等。
比较自动网格划分与手动网格划分的 优缺点，并提供使用建议。
3
平板电脑散热设计
针对平板电脑的轻薄特点，采用石墨烯等先进散 热材料，提高散热效率并降低噪音。
2024/3/23
20
数据中心散热设计案例
2024/3/23
服务器散热设计
针对服务器的高功率密度和长时间运行特点，采用液冷、风冷等 散热技术，确保服务器稳定运行。
数据中心整体散热设计
分析数据中心的热环境特点，合理规划空调系统、通风设备等，实 现整个数据中心的高效散热。
图像处理 介绍如何利用后处理工具对仿真 结果进行图像处理，如色彩映射 、等值线生成、透明度调整等。
16
数据可视化技巧与实例展示
2024/3/23
数据可视化技巧
分享数据可视化的基本原则和技巧，如选择合适的图表类型、调整色 彩和布局、添加标签和注释等。
实例展示
温度分布：通过实例展示如何利用后处理工具绘制温度分布云图，并 分析温度梯度对产品设计的影响。
Icepak案例[技巧]
![Icepak案例[技巧]](https://img.taocdn.com/s3/m/2149a64cbb68a98271fefaf9.png)
Icepak案例[技巧]ICEPAK案例翅片散热器介绍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。
图 1.1: 问题描述步骤 1: 创建一个新的项目 1. 启动 Icepak, 出现下面窗口。
2. 点击 New 打开一个新的 Icepak project.就会出现下面的窗口:3. 给定一个项目的名称并点击 Create.(a) 本项目取名为fin,(b) 点击 Create.Icepak就会生成一个缺省的机柜，尺寸为 1 m 1 m 1 m。
你可以用鼠标左键旋转机柜，或用中键平移，右键放大/缩小。
还可以用Home position回来原始状态。
4. 修改problem定义，包括重力选项。
Problem setup Basic parameters(a) 打开 Gravity vector 选项，保持缺省值。
(b) 保持其它缺省设置。
(c) 点击Accept保存设置。
步骤 2: 建立模型建模之前，你首先要改变机柜的大小。
然后建立一块背板和开孔，接下来就是建立风扇，翅片和发热设备。
1. 改变机柜大小，在 Cabinet 窗口下. Model Cabinet另外:你也可以打开Cabinet面板，通过点击Edit 窗口.(a) 在 Cabinet 面板下, 点击 Geometry. (b) 在Location下, 输入下面的坐标:xS -0.025 xE 0.075yS 0 yE 0.25zS 0 zE 0.356(c) 点击 Done.(d) 点击 Scale to fit 来看整个绘图窗口。
ICEPAK网格划分-中文版
内容提要
通过本节的讲述，你将了解以下内容： I. 网格划分步骤 II. 网格类型 III. 全局网格设置 IV. Per‐object网格设置 V. 网格划分的优先级 VI. Non‐Conformal Meshing VII. 查看网格 VIII. 检查网格质量
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• • • • 使用Object Parameters可以对object周围的网格质量进行控制： – 设置object周围的网格密度获取温度、流量信息 – 提高关键object的网格密度 设置选项与object的类型有关‐圆形或方形，2D或3D… 激活某个选项，并设置一个值，Icepak将按照此要求对object进行网格划分 注意： – 只对局部网格起作用 – 网格的数量须比当前值大 – Heights及ratios须比当前值小
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III全局网格设置‐ Hexahedral
• Max size ratio – 控制背离物体表面方向上单元尺寸的增长率 – Δx2/ Δx1< Max size ratio – 取值2~10之间 – 取值比2小可能会过分地细化网格 – 如有需要可以使用Object parameters细化局部网格 Max O‐grid height – O‐grid区域的高度 – 默认设置为0，表示对此项不控制 – 通常不需设置，可根据模型的尺寸设置合理的值 Min elements on cylinder face Min elements on triangle face Max elements 其它也是设置选项 – No “O” grid • 对所有的object不使用 “O” meshing Max O‐grid height – No group “O” grid • 不将相邻objects组合在一起“O” meshing – Mesh assemblies separately • 对assembly单独mesh，Icepak将在assembly的边界内细化网 格，在其边界上生成非结构化网格 • 可以对assembly内的网格设置为不同的网格类型
ICEPAK分析实例
LED LED产品自然冷却仿真产品自然冷却仿真1：导入现有的导入现有的LED LED CAD CAD模型模型模型（（将模型导入ICEPRO ICEPRO进行转换进行转换进行转换））2打开：打开ICEPAK ICEPAK ICEPAK模型模型，，输入各个器件材料输入各个器件材料，，修改计算域修改计算域，，设置相应的模型边界条件边界条件（（注意考虑辐射换热注意考虑辐射换热）；）；2打开：打开ICEPAK ICEPAK ICEPAK模型模型，，输入各个器件材料输入各个器件材料，，修改计算域修改计算域，，设置相应的模型边界条件边界条件（（注意考虑辐射换热注意考虑辐射换热）；）；划分网格3：计算求解；计算求解；3：计算求解计算求解；；3：计算求解计算求解；；3：计算求解计算求解；；某日光灯的热仿真1：导入现有的导入现有的LED LED CAD CAD模型模型模型（（将模型导入将模型导入ICEPRO ICEPRO进行转换进行转换））2打开：打开ICEPAK ICEPAK ICEPAK模型模型，，输入各个器件材料输入各个器件材料，，修改计算域修改计算域，，设置相应的模型边界条件边界条件（（注意考虑辐射换热注意考虑辐射换热）；）；划分网格；计算求解；3：计算求解；计算求解；3：计算求解某汽车某汽车LED LED LED的热仿真的热仿真1：导入现有的导入现有的LED LED CAD CAD模型模型模型（（将模型导入将模型导入ICEPRO ICEPRO进行转换进行转换））2打开：打开ICEPAK ICEPAK ICEPAK模型模型，，输入各个器件材料输入各个器件材料，，修改计算域修改计算域，，设置相应的模型边界条件边界条件（（注意考虑辐射换热注意考虑辐射换热）；）；划分网格；计算求解；3：计算求解；计算求解；3：计算求解。
Icepak培训中文教程整理版
用于定义固体壁面的热物性参数及边界温度或热流密度等。
对称边界条件（Symmetry Boun…
用于模拟具有对称性的物理问题，减少计算量。
周期性边界条件（Periodic Bou…
用于模拟具有周期性的物理问题，如涡轮叶片等。
开放边界条件（Open Boundary…
04
等待安装程序完成软件的安装过程。
Icepak软件界面介绍
主界面
包括菜单栏、工具栏、项目浏览器和属性窗 口等部分。
分析界面
建模界面
用于创建和编辑电子设备的热模型，提供丰 富的建模工具。
用于设置分析参数、运行模拟并查看分析结 果。
02
01
后处理界面
用于对分析结果进行后处理，如生成温度云 图、热流路径图等。
包括离散格式、松弛因子、收敛标准等，需要根据具体问题进行选择和调整。
收敛性判断及结果
残差曲线（Residual Curves）
通过观察残差曲线的变化趋势来判断计算是否收敛。
监测点（Monitoring Points）
在关键位置设置监测点，观察其物理量的变化来判断计算是否收敛。
结果输出
可将计算结果输出为云图、矢量图、数据报告等多种形式，以便后续分解器选择与参数设置
压力基求解器（Pressure-Based Solv…
适用于不可压缩流动和微可压缩流动，可设置多种离散格式和求解方法。
密度基求解器（Density-Based Solve…
适用于高速可压缩流动，支持多种湍流模型和化学反应模型。
求解参数设置
车内舒适性热管理
探讨汽车内部空间的热舒适性设计，如座椅加热与通风、空调系统等， 提高乘客的乘坐体验。
ICEPAK手把手教你热仿真(2024)
2024/1/30
多物理场耦合仿真
结合人工智能和机器学习技术， 未来热仿真将实现智能化设计， 能够自动优化产品结构和散热方 案。
智能化热设计
随着热仿真技术的不断成熟和完 善，其应用领域将进一步拓展， 如新能源汽车、航空航天、生物 医学等。
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感谢您的观看
THANKS
2024/1/30
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回顾本次课程重点内容
2024/1/30
热仿真基本概念和原理
介绍了热仿真的定义、作用以及基本原理，包括热传导、热对流和热 辐射等。
ICEPAK软件操作入门
详细讲解了ICEPAK软件的基本操作，包括模型建立、网格划分、边 界条件设置、求解器设置等。
热仿真案例分析
通过多个案例，深入剖析了热仿真在实际工程中的应用，如电子设备 散热设计、数据中心热环境评估等。
ICEPAK手把手教你热仿真
2024/1/30
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contents
目录
2024/1/30
• 热仿真概述 • 热仿真基础知识 • ICEPAK软件操作入门 • 建模与网格划分技巧 • 求解设置与结果分析 • 高级功能应用与拓展 • 总结与展望
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2024/1/30
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热仿真概述
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热仿真定义与意义
2024/1/30
热仿真优化方法
介绍了基于热仿真的优化方法，如遗传算法、粒子群算法等，以及它 们在热设计中的应用。
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学员心得体会分享
学员A
通过这次课程，我深入了解了热仿真的基本原理和ICEPAK软件的操作方法，对我在实
际工作中的热设计问题有很大帮助。
学员B
课程中的案例分析让我对热仿真有了更直观的认识，也为我提供了解决实际问题的思路 和方法。
icepak中文培训教程(总汇)
网格质量检查与修复
提供网格质量检查工具， 对不合格网格进行自动修 复或手动调整，确保计算 稳定性。
边界条件设置和参数调整
边界条件类型
支持多种边界条件类型， 如温度、热流、对流、辐 射等，满足不同物理场景 的需求。
参数化设置
提供参数化设置功能，可 以方便地修改边界条件参 数，实现快速迭代和优化 。
材料属性设置
热-电磁耦合仿真
考虑电磁场对传热过程的影响，将 电磁学与传热学相结合，实现热-电 磁耦合仿真分析。
仿真结果后处理和可视化技术
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数据处理
对仿真结果进行数据提取 、整理、分析和比较，得 到关键性能指标和参数。
可视化技术ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
利用图形、图像、动画等 可视化手段，将仿真结果 以直观、易懂的形式展现 出来，便于理解和分析。
结果评估
根据仿真结果和实际需求 ，对设备或系统的热性能 进行评估和优化，提出改 进意见和建议。
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Icepak高级应用技巧
自定义函数和宏命令使用
自定义函数
通过编写自定义函数，可 以实现复杂的计算和操作 ，提高建模和分析效率。
宏命令使用
宏命令可以记录一系列操 作，通过一键执行宏命令 ，可以快速完成重复性工 作。
支持自定义材料属性，包 括导热系数、比热容、密 度等，确保计算准确性。
初始条件设置
对于瞬态问题，需要设置 初始条件，如初始温度分 布等，确保计算过程的正 确性。
04
Icepak仿真分析技术
稳态和瞬态仿真分析方法
稳态仿真分析方法
通过求解稳态热传导方程，得到系统达到热平衡时的温度分布，适用于长时间 运行的设备或系统。
热仿真的一体化分析。
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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。
图 1.1:问题描述步骤 1: 创建一个新的项目1. 启动Icepak, 出现下面窗口。
2. 点击New打开一个新的Icepak project.就会出现下面的窗口：3. 给定一个项目的名称并点击Create.(a) 本项目取名为fin,(b) 点击Create.Icepak就会生成一个缺省的机柜，尺寸为 1 m ⨯1 m ⨯1 m。
你可以用鼠标左键旋转机柜，或用中键平移，右键放大/缩小。
还可以用Home position 回来原始状态。
4. 修改problem定义，包括重力选项。
Problem setup Basic parameters(a) 打开Gravity vector选项，保持缺省值。
(b) 保持其它缺省设置。
(c) 点击Accept保存设置。
步骤 2: 建立模型建模之前，你首先要改变机柜的大小。
然后建立一块背板和开孔，接下来就是建立风扇，翅片和发热设备。
1. 改变机柜大小，在Cabinet窗口下.Model Cabinet另外：你也可以打开Cabinet面板，通过点击Edit窗口.(a) 在Cabinet面板下, 点击Geometry.(b) 在Location下, 输入下面的坐标:xS -0.025 xE 0.075yS 0 yE 0.25zS 0 zE 0.356(c) 点击Done.(d) 点击Scale to fit来看整个绘图窗口。
另外:你也可以点击button.2. 建立背板该plate 是0.006 m 厚并将Cabinet分成两个区域:设备一面 (high-power devices 在这一面的腔体内) 和翅片一面 (fins的那一面). 背板在这里是用block来描述.(a)点击button生成一个block.Icepak将生成一个新的block并放在cabinet的中央. 你需要改变block的大小。
(c) 点击Geometry.(d) 输入下面坐标：xS 0 xE0.006yS 0 yE0.25zS 0 zE0.356(e) 点击Done.3. 建立自由开孔(a) 点击button生成一个opening.Icepak将创建一个矩形的自由开孔并在- 平面. 你只需要改变opening的大小即可.(c) 点击Geometry.(d) 输入如下坐标：xS0.006 xE0.075yS0 yE0.25zS0.356 zE--(e) 点击Done.4. 建立第一个风扇：每一个风扇在位置上是相关的，你只需要建立一个，并copy出其它两个即可。
位置是在Y方向有一个给定的offset。
(a) 点击button来创建一个新的fan.Icepak将生成一个在X-Y平面上的圆形风扇. 你需要改变其大小并指定其质量流量.(b) 点击button 来打开Fans面板.(c) 点击Geometry.(d) 输入如下坐标：xC 0.04yC 0.0475zC 0(e) 输入外径为0.03 ( Radius), 内径0.01 ( Int Radius).(f) 点击Properties.(g) 保持风扇类型为intake.(h) 在Fan flow下, 选择Fixed及Mass. 输入质量流量为 0.01 kg/s.(i) 点击Done.5. 拷贝第一个风扇 ( fan.1) 来创建第二个和第三个风扇 ( fan.1.1 and fan.1.2).(a) 在Model manager窗口下, 选择fan.1.(b) 点击button.Copy窗口打开。
.(c) 输入 2 作为需要拷贝的数目Number of copies.(d) 打开Translate选项并输入Y offset为 0.0775.(e) 点击Apply.Icepak将创建两个同样的风扇，其间距为Y方向 0.0775 m.6. 创建第一个 high-power device.就象风扇一样，每个device也是位置上相关的, 要生成5个devices, 你需要先建立一个，并在Y方向拷贝即可。
(a) 点击button 生成一个热源.Icepak将在cabinet中心生成一个矩形的 source. 你需要改变其几何尺寸并给定功耗.(b) 点击button 打开Sources面板.(c) 点击Geometry.(d) 保持缺省设置为矩形(e) 在Plane下拉菜单, 选择Y-Z.(f) 输入如下坐标xS 0 xE --yS 0.0315 yE 0.0385zS 0.1805 zE 0.2005(g) 点击Properties.(h) 在Heat source parameters下, 设置Total heat为 33 W.(i) 点击Done.7. 拷贝第一个device ( source.1) 来生成其它四个 ( source.1.1, source.1.2, source.1.3, and source.1.4).(a) 在Model manager窗口下, 选定source.1.(b) 点击button.(c) 和前面复制风扇同样的步骤，在Y方向输入offset 0.045 m.8. 建立第一个fin如风扇和设备一个，每一个翅片也是在位置上相关的，要建立这10个翅片，你需要先建立一个并在Y方向拷贝出其它9个。
(a) 点击button 生成一个plate.Icepak将生成一个X-Y平面的矩形plate. 你需要改变它的方向，大小和物性参数。
(b) 点击button 打开Plates面板.(c) 点击Geometry.(d) 在在Plane下拉菜单, 选择X-Z(e) 输入如下坐标：xS 0.006 xE 0.075yS 0.0125 yE --zS 0.05 zE 0.331(f) 点击Properties.(g) 在Thermal model下, 选择Conducting thick.(h) 设置Thickness为 0.0025 m.(i) 保持default设置为Solid material.由于缺省材料为铝挤型材，你不需要改变它的材料. (j) 点击Done.9. 拷贝第一个fin( plate.1) 来生成其它9个 fins ( plate.1.1, plate.1.2, , plate.1.9).(a) 在Model manager窗口下, 选择plate.1.(b) 点击button.(c) 参照上述拷贝风扇的步骤，给Y offset输入 0.025 m 来生成 9 个fins.10. 建立设备的腔体该腔体是由5个矩形的walls组成。
(a) 点击button 来生成wall.Icepak将在X-Y平面生成矩形wall. 需要改变它的位置，大小及物性参数.(b) 点击button 来打开Walls面板.(c) 点击Geometry.(d) 输入如下坐标：xS 0 xE-0.025yS 0 yE0.25zS 0 zE--(e) 点击Properties.(f) 在Thermal data下, 选择External conditions并点击Edit button. 这时Wall external thermal conditions面板将打开.i. 打开Heat trans coeff选项, 指定 heat transfer coeff 为 15 W/K-m .ii. 点击Done.(g) 点击Update.(h) 在Walls面板下点击New，并生成第二个wall ( wall.2):•Plane: X-Y•Start/end:xS 0 xE -0.025yS 0 yE 0.25zS 0.356 zE --•Thermal data: External conditions, Heat trans coeff = 15!记住每做完一次修改要点击Update。
wall.5,用下面的参数: •wall.3:o Plane: X-Zo Start/end:xS 0 xE-0.025yS 0 yE--zS 0 zE0.356o Thermal data: External conditions, Heat trans coeff = 15 •wall.4:o Plane: X-Zo Start/end:xS 0 xE -0.025yS 0.25 yE --zS 0 zE 0.356o Thermal data: External conditions, Heat trans coeff = 15 •wall.5:o Plane: Y-Zo Start/end:xS -0.025 xE --yS 0 yE 0.25zS 0 zE 0.356o Thermal data: External conditions, Heat trans coeff = 15 (j) 定义完5块wall之后，点击Done.如图 1.2, 如示。
Isometric view (也可点击button来看该示图).图 1.2:翅片散热器的完整模型11. 检查模型确认没有问题（如, 物体间距太近会影响网格网格).Model Check model你也可以点击button来检查模型。
如果所有的偏差都满足要求,Icepak会在Message窗口下给出 0 problems。
12. 检查物体定义Edit SummaryIcepak将列出所有物体的参数. 你可以检查并点击Done来确认. 如果你发现问题你也可以在这里改变。
步骤 3: 网格生成你将通过2步来生成网格。
首先你会生成粗网格coarse mesh并检查网格来确认什么地方的网格需要加密. 然后加密网格并再次显示网格。