Icepak培训中文教程

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)

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

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

∙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

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

∙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