Icepak高阶建模教程

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2024年icepak培训教程(增加特殊条款)

2024年icepak培训教程(增加特殊条款)

icepak培训教程(增加特殊条款)Icepak培训教程1.引言Icepak是一款强大的电子系统热分析软件,广泛应用于电子产品的热设计、热测试和热优化。

本教程旨在帮助初学者快速掌握Icepak的基本操作,并能够独立完成电子系统的热分析。

2.Icepak安装与启动2.1软件安装在开始使用Icepak之前,请确保您的计算机满足软件的最低系统要求。

从Ansys官方网站Icepak安装包,并按照提示完成安装。

2.2启动软件安装完成后,双击桌面上的Icepak快捷方式,启动软件。

软件启动后,您将看到一个欢迎界面,在此可以选择新建项目或打开现有项目。

3.Icepak基本操作3.1创建项目“新建项目”按钮,在弹出的对话框中输入项目名称和保存路径,“确定”创建项目。

在Icepak中,项目文件以.iproj为扩展名保存。

3.2创建几何模型(1)导入CAD文件:“导入CAD”按钮,选择相应的CAD文件,导入到Icepak中。

(2)手动绘制:“绘制”按钮,选择相应的绘图工具,如矩形、圆形等,手动绘制几何模型。

(3)参数化建模:通过输入关键参数,快速几何模型。

3.3创建网格在Icepak中,网格是进行热分析的基础。

创建网格的步骤如下:(1)选择“网格”菜单下的“创建网格”命令。

(2)设置网格参数,如网格类型、网格大小等。

(3)“网格”按钮,网格。

3.4添加边界条件在Icepak中,边界条件用于模拟实际环境中的温度、热流等。

添加边界条件的步骤如下:(1)选择“边界条件”菜单下的相应命令,如“温度”、“热流”等。

(2)在弹出的对话框中设置边界条件参数。

(3)将边界条件应用到几何模型上。

3.5设置求解器参数在Icepak中,求解器参数用于控制热分析的求解过程。

设置求解器参数的步骤如下:(1)选择“求解器”菜单下的“求解器参数”命令。

(2)在弹出的对话框中设置求解器参数,如求解器类型、迭代次数等。

(3)“确定”按钮,保存设置。

Icepak培训中文教程pdf

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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高级建模教程

Icepak高级建模教程
– 自由电子的移动 – 晶格振动(lattice vibration)• 对流是发来自在有温差的表面和运动流体之间的传热
传热的方式
• 对流可以是:
– 自然对流 – 强迫对流
• 辐射是发生在两种没有直接接触的表面的传热:
– 能量以电磁波的形式发射出去 – 所有高于0 K的物体都有热辐射 – 几乎所有热辐射发生在红外波长范围(0.1 to 100 micron) – 能量传递率取决于表面条件(发射率)及物体间的位置分布
Introduction
热管理
• 电子线路板产生的热与其效率成反比 • 没有转换成有用的电磁功率的功率以热的形式散失到周围
的环境
• 热耗包括:
– 焦耳热(I2R) – (电源)Power supply
• 半导体设备的工作环境温度直接影响到它的可靠性
热管理
• 实际上,所有电子失效的机理都是由于封装温度升高引起 的: – TCE不匹配引起的热应力 Stresses due to TCE mismatch – 腐蚀 Corrosion – 电子移动 Electro-migration – 氧化物分解 Oxide breakdown – 电流泄漏 Current leakage (which doubles with every 10 c in active devices) – 电性能下降 Degradation in electrical performance (due to change in device parameters)
冷却方法
• 微通道冷却是一种用于处理在热耗元件上紧密排列的微小 翅片的散热的方法
– 冷却剂可以是液体也可以是流体
• 热电冷却器是一种固体的热泵,没有移动的部分或是工作流 体

Icepak培训教程

Icepak培训教程

汽车工业
如电动汽车电池热管理、汽车空调系统等,Icepak可帮 助设计师优化热管理系统,提高汽车的舒适性和安全性。
案例分析
以某型服务器为例,通过Icepak建模和仿真,发现服务 器散热性能不足的问题,并提出改进方案,最终提高了服 务器的散热效率和稳定性。
02
Icepak基本操作
软件安装与启动
安装步骤
06
高级功能应用
多物理场耦合分析
热流固耦合分析
考虑热、流体和固体之间的相互 作用,精确模拟复杂系统的热性
能。
热电耦合分析
结合热传导和电传导理论,分析 电子设备热设计中的热电效应。
热光耦合分析
研究光学元件在热环境下的性能 变化,优化光学系统的热设计。
参数化设计与优化
参数化建模
灵敏度分析
通过定义设计变量和约束条件,实现 模型的参数化表达,提高设计效率。
各种热现象。
高效的求解器
采用先进的数值算法, 可实现大规模问题的快
速求解。
易于使用的界面
提供直观的用户界面和 丰富的后处理功能,方 便用户进行分析和优化

应用领域与案例分析
电子设备热设计
如服务器、数据中心、通信设备等,通过Icepak可优化 设备的散热性能,提高设备的可靠性和寿命。
航空航天领域
如飞机发动机、航天器等,Icepak可模拟极端环境下的 热性能,确保设备在恶劣条件下的正常工作。
提供常用命令的快捷按钮,如新建、打开、保存 、打印等。
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
显示选中对象的属性信息,如尺寸、材料、边界 条件等。
图形窗口
用于显示和编辑三维模型,提供多种视图和渲染效果。

Icepak高级培训教材

Icepak高级培训教材

Introduction
简介
The Case for Thermal Management
• • • •
The heat generated in an electronic circuit is inversely proportional to the efficiency of the circuit
Cooling Methods

Types of cooling methods:
散热方法种类:
– Natural convection air cooling 自然对流 – Forced air cooling 强迫对流 – Immersion liquid cooling 浸润冷却 – Boiling 蒸发冷却 – Heat pipes 热管 – Cold plates 冷板 – Thermoelectric coolers 热电冷却 – Microchannel cooling 微通道冷却 – Microjet 微喷射冷却
– Moving towards system-on-chip technology
Packages are dissipating more power 功耗增加 Operating junction temperature remains fixed 工作的温度保持不变
– 55 C for commodity and handheld devices 生活用品55C – 125 C for automotive systems 汽车系统125C
Course Outline
13. Cold Plates 冷板 14. Transformers 变压器 15. Flow Baffles 气流挡板 16. Wall Effects 壁的效果 17. External Coolers/Heaters 外部冷却器/加热器 外部冷却器 加热器 Exercises: 练习: 练习: 1. PBGA Model PBGA 模型 2. Selecting a Heat Sink 选择散热器 3. Modeling TEC 热电冷却器模型 4. Selecting a Baffle 选择挡板 5. Modeling External Coolers 外部冷却器建模

Icepak使用手册模型参数化

Icepak使用手册模型参数化

28。

模型的参数化Icepak可以让你通过将模型参数化,来确定各个实体的大小以及其他的特性参数对计算结果的影响。

参数化的方法将在以下几个章节中说明:•28。

1 参数化概述•28。

2 在输入框中定义参数•28。

3 设置复选框•28。

4定义单选按钮参数(选项参数)•28。

5通过Parameters and optimization面板定义参数(设计变量)•28.6 删除参数•28.7 定义试验方案•28。

8 运行试验方案•28。

9 函数报告和函数图像28。

1 参数化概述热设计的过程是通过预估各种可变参数的不同搭配的结果,从而确定一种最合适的方案,来满足设备的基本需要(例如, 最小的机柜规格,能使系统处以特定温度的最低风扇转速,最小的通风开口以及恰当的热沉类型和尺寸)这就需要设计者通过计算不同参数组合下的结果来确定最优的方案。

通过研究这些组合的计算结果,你可以知道它们是如何影响系统性能的,从而优化模型的设计。

Icepak提供了一个便捷的研究环境,这使得设计者可以在同一个模型中研究在一个范围内变化的几何尺寸、坐标、边界条件(例如:通风机的特性曲线和压力损失系数)和材料属性等参数对系统的影响。

之后Icepak就可以利用求解器来计算你选择的各种试验方案。

这就节省了分别建造或分析每个模型和依次计算参数连续变化的各种试验方案的时间.Icepak中的参数是数字或者字符串常量,你可以用它们来取代实际的数字,这样就能轻松的改变它们的值来模拟不同的设计方案。

例如:如果你想将一个通风机的流量设为0.01,就可以定义一个名为flowrate的参数并将其值置为0。

01。

你可以给一个参数指定多个值来对你的模型进行试验计算.每个试验方案都是一系列参数的组合,这样便可以对模型进行多次计算。

此外,不同的设计方案还可以通过参数化的单选框和复选框进行参数检测.比如,在设计时,将热沉类型由压铸型改为针翅热沉的效果,可通过打开和关闭合适的热沉进行两次试验来检测。

Icepak培训教程-中文

Icepak培训教程-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 grilles1.3.6 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。

Icepak培训中文教程版pdf

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04
后处理与可视化技术
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
后处理工具介绍及使用方法
后处理工具概述 介绍Icepak中集成的后处理工具, 如数据提取、图像处理、动画生 成等功能。
动画生成 演示如何创建仿真结果的动态展 示,包括旋转、缩放、平移等操 作,以便更直观地观察和分析。
数据提取 详细讲解如何从Icepak仿真结果 中提取关键数据,如温度、流速、 压力等,并导出为CSV或Excel格 式。
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。
数据可视化技巧与实例展示
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。
结果分析与报告生成
01
结果分析方法
介绍常用的结果分析方法,如对 比分析、趋势分析、敏感性分析 等,以帮助用户深入理解仿真结 果。
02 报告生成流程
详细阐述从仿真结果到报告生成 的整个流程,包括数据整理、图 表制作、文本编辑等步骤。
03
报告内容与格式
提供报告编写的建议和范例,包 括标题、摘要、目录、正文(包 括图表和数据分析)、结论与建 议等部分。同时给出常见的报告 格式要求,如Word、PDF等。
04
注意事项与常见问 题
列出在结果分析和报告生成过程 中需要注意的事项和可能遇到的 问题,并提供相应的解决方案或 பைடு நூலகம்议。
05
散热设计案例分析
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
电子设备散热设计案例
1 2
手机散热设计 针对手机的高集成度和紧凑空间,通过合理的热 设计和散热材料选择,实现高效散热并降低温度 波动。

icepak中文学习教程

icepak中文学习教程
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培训教程

icepak培训教程

icepak培训教程Icepak是一种三维热流模拟软件,主要用于计算热流场、冷却效果和高温引起的结构变形等问题。

在很多工业领域,如航空、汽车等,Icepak都有着广泛的应用。

但对于初学者来说,如何运用Icepak又是一个难题。

因此,熟悉Icepak的Training教程就显得十分必要。

Part 1 - Icepak培训教程的主要内容Icepak培训教程主要分为四个部分:基本概念,建模和网格剖分,物理参数定义和求解,结果分析和可视化。

1.基本概念首先,培训教程介绍了Icepak软件的一些基本概念,如节点、单元、网格等。

同时,讲解了流体流动、热传导、辐射传热等物理模型,以及这些模型的计算方法。

2.建模和网格剖分其次,教程详细讲解了如何利用Icepak软件建立简单的几何模型,并对模型进行网格剖分,以便进行热流场计算。

3.物理参数定义和求解在模型建立完成后,需要对各种物理参数进行定义,包括材料属性、流体性质等。

这部分教程介绍了如何选择合适的材料参数,以及如何设定流体边界条件,并对热流场问题进行求解。

4.结果分析和可视化最后,教程介绍了如何对热流场问题进行结果分析和可视化,包括温度云图、热通量分布等。

此外,还讲解了如何对结果进行后处理和导出。

Part 2 - Icepak培训教程的适用范围Icepak培训教程适用于热流领域工程师和科研人员,其主要适用于以下两种情形。

1.产品设计和优化在产品设计和优化过程中,热流场计算是十分必要的。

利用Icepak软件进行热流场计算,可以有效预测产品在不同工况下的热特性,从而指导产品设计和优化。

2.故障分析和维修在产品故障分析和维修过程中,利用Icepak软件进行热流场计算,可以帮助工程师确定故障原因,指导修理方案。

Part 3 - Icepak培训教程的优势Icepak培训教程具有以下优势。

1.步骤清晰Icepak培训教程将Icepak软件使用流程划分为四个部分,每个步骤都有详细的说明和操作截图,使初学者也能轻松上手。

icepak objects-建模方法,零件,部件应用

icepak objects-建模方法,零件,部件应用
Model Building: Icepak Objects
D-1
Topics
• Simple Objects
No flow objects Flow objects
Materials
Cabinet (default) Openings
Solid
Walls
Grille
Fluid
Blocks
Volumetric Resistances Surface
Hollow Polygon blocks used to modify domain
Uses of hollow blocks:
• Mask off regions of the domain
• Simplified representation of modules
D-9
Blocks: Thermal models
D-8
Blocks: Tht Icon: Default color: Pink
4 Thermal Models
Hollow blocks • No mesh within the block
no equations solved inside hollow block • No heat conduction in the planar direction along the sides of the block
Object can remain outside temporarily, but this message will reappear
Undo the operation that caused the object to go out of cabinet
• Autoscale button in the cabinet form or COG resizes the cabinet to just fit all objects in the model • Scaling/moving the cabinet using the move form scales/moves the entire model

icepak 进阶教程-瞬态模型

icepak 进阶教程-瞬态模型
Transient Boundary Conditions
• Ambient temperature can be time dependent • Openings permit transient specification of
X, Y, and Z velocity components Pressure Temperature
Transient Sources of Heat
• Applicable objects
Solid or Fluid Blocks Conducting Thick Plate Source (2D and 3D) 3D Resistances
• Specify starting and ending times • Choose from six functional forms
2T x 2
c p
T t
~
c p
T t
k
2T x 2~源自kTD 22t ~ D / 22
Estimate the conductive time scale using scale analysis
• Assume a one-dimensional slab exposed to a sudden change in temperature
• Assume a 2 cm slab with two convective boundaries
c pV
dT dt
hAT
T , if
Bi
hlx k
1
initial condition : T 0 T0
T T
e
hA c pV
t
T0 T
Al-Extruded h=100 W/(m2 K)

icepak热管建模原理

icepak热管建模原理

icepak热管建模原理
热管是一种高效的热传导装置,可以在热管理领域中发挥重要
作用。

在热管的设计和优化过程中,热传导模拟是至关重要的。

Icepak是一种常用的热传导模拟软件,可以用于热管的建模和分析。

本文将介绍Icepak热管建模的原理和方法。

首先,热管的建模需要考虑热管内部的传热机制。

热管内部通
常包含工作流体、蒸汽和液态两相流,在热管内部存在传热、蒸发
和冷凝等复杂的热传导过程。

Icepak可以通过数学模型和计算流体
动力学(CFD)方法来模拟热管内部的流体运动和热传导过程,从而
准确地预测热管的性能。

其次,热管的外部边界条件也是热传导模拟中需要考虑的重要
因素。

热管通常与外部环境和其他热管理装置相连,外部边界条件
的设定将直接影响热管的工作状态和性能。

在Icepak中,用户可以
根据实际情况设定热管的外部边界条件,如热源温度、散热器的热
传导系数等,以便更准确地模拟热管的工作环境。

最后,热管建模还需要考虑热管材料的热物性参数。

热管的材
料对热传导性能有重要影响,而不同材料的热物性参数也会对热管
的工作性能产生影响。

在Icepak中,用户可以通过设定热管材料的热导率、比热容等参数,来准确地描述热管材料的热物性,从而更真实地模拟热管的传热过程。

总之,Icepak热管建模原理包括热管内部传热模拟、外部边界条件设定和热管材料热物性参数设定。

通过准确地模拟热管的传热过程,可以帮助工程师更好地设计和优化热管系统,提高热管理系统的效率和可靠性。

Ansys Icepak 方法.ppt

Ansys Icepak 方法.ppt
电子机柜ansys实例icepak2011年12月26日方法icepak方法机柜常用的模块如pcb散热器板热源风扇等等分析结果可以在icepak中查看可以看各个元件的温度压力流场以及对模型切片查看相关参数还可以查看软件的统计数据如风机的运行工况相关元器件参数的值
2011年12月26日
电子机柜 热分析
方法二
建立模型 设置边界条件
求解 查看结果
与方法一的区别: 1、模型可由Design Modeler导入 2、分析结果可导入CFX后处理器
方法二详细讲解请参照Workbench相关教程!
Design Modeler
Ansys 实例,Icepak
方法
❖ Icepak方法
Icepak环境下,使用软件自有的建模工具,包括了大等等;
分析结果可以在Icepak中查看,可以看各个元件的温度、压力、 流场,以及对模型切片查看相关参数,还可以查看软件的统计数 据,如,风机的运行工况、相关元器件参数的值。
建模
方法一
边界条件
方法一
高级设置
减小松弛因子可以使问题更易收敛,但需要更长时间。
松弛因子
变量 n1
变量
n
增量
方法一
划分网格
方法一
网格大小控制在模型尺 寸的1/20。太大了结果 精度低,太小了计算时 间长。可以根据计算需 求及计算机配置调整。
求解
方法一
可设置多CPU并行计算
后处理
方法一
各个元器件的解 切片
❖ Workbench集成方法
Workbench环境下,模型可以从Design Modeler中建立或导入, 并转化为Icepak的模型。分析结果可以连接到CFX后处理器,可 以查看Icepak中无法查看的分析结果。

Icepak高级建模教程

Icepak高级建模教程
(每百万个元件工作1000hr失效的数目)
Component
Temperature = 25C Temperature = 75C
Thick film resistor
5
15
Chip capacitor
10
25
Power transistor
50
300
Diode
1
9
Logic ICs - SSI
125
热管理
• 电子封装的失效率与热成正比,而且与封装的
最高温度成指数增长
• 失效率可以表示为:
F = Ae-E/KT
F =失效率, A=常数 E = 电子激活能量(eV) K = 波尔兹曼常数(8.63e-5eV/K) T = 节点(junction)温度 (以K为单位)
热管理
10
200
20 30
390 730
流.
• 流动还可以分为内流和外流 • 内流是发生在一定的空间内,如管道等 • 外流是全部或部分不在空间内的气流
对流
外流 内流
对流
• 流动还可以分为
– 层流或 – 湍流
• 层流是一种高度规则的流动,流体微粒沿确定的
轨迹移动
• 湍流是一种高度不规则,随机的三维流动
– 具有强烈的混合和更大的热交换 – 大多数的真实流动都是湍流
冷却方法
• 微通道冷却是一种用于处理在热耗元件上紧密排列的微小 翅片的散热的方法
– 冷却剂可以是液体也可以是流体
• 热电冷却器是一种固体的热泵,没有移动的部分或是工作流 体
– 利用Peltier效应把热量从由一个地方传递到时另一个地方
• 热管是一种被使用被动的方法把热量从一个地方传递到另 一个地方的装置

Icepak培训教程完整版.doc

Icepak培训教程完整版.doc

目录1.1什么是Icepak? (2)1.2程序结构 (2)1.3软件功能 (3)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 由IGES导入的发热板模型 (114)练习7 非连续网格 (138)练习8 Zoom-in建模 (149)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:图 1.2.1:软件架构•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 grilles1.3.6 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。

Icepak培训中文教程整理版

Icepak培训中文教程整理版
壁面边界条件(Wall Boundary…
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使用方法

ICEPAK使用方法

Icepak的热仿真方法Icepak是一款面向工程师的大型CFD热仿真软件,可以帮助我们进行产品的热设计。

本文档简要介绍一下该软件的用法。

根据软件的架构,进行热仿真需要如下的流程和步骤:从上图中可以看出,主要的步骤有以下几点:A.建模:对相关的物体建立Icepak模型B.生成网格网格密度的控制网格质量的检测与控制C.求解求解参数的设定求解过程中残差曲线的收敛性D.后处理温度分布情况机箱内气流情况第一部分 模型的创建 (3)一、 操作界面的介绍 (4)二、 建模过程中的基本操作 (5)三、 各种模型的参数设置 (9)1. Cabinet (9)2.Block (9)3. Plate (12)4. Grille (13)5. Printed Circuit Board (13)6. fan (14)7. Heatsink (18)8.Assembly (20)9.Material (21)四、建模举例 (23)创建机箱 (23)创建风扇 (24)创建通风孔 (26)创建PCB板及芯片 (27)为芯片加散热片 (30)创建开关电源等其他模块 (31)第二部分 生成网格 (35)一、网格的基本设置及网格密度 (36)基本参数设置 (36)网格密度的控制 (38)二、 非结构网格 (41)三、察看网格 (43)四、网格的质量 (43)网格质量的检查 (44)网格质量的优化 (45)第三部分 求解 (45)一、 Icepak的初始化条件设置 (45)基本参数设置 (45)设置收敛判据和迭代次数 (47)松弛因子的设置 (47)求解设置 (48)二、 求解的收敛控制 (49)第四部分 后处理 (51)一、显示温度分布情况 (51)二、 气流分布情况 (53)第一部分 模型的创建进行仿真的第一步是建立正确的模型,是整个仿真的基础,也是仿真过程中最重要的一步,对后续计算的准确性和复杂度有决定性的影响。

建模时要综合考虑各个实际的因素对散热的影响,兼顾模型的准确度和复杂度,原则是在不影响模型精度的情况下尽量简化模型。

icepak中文培训教程(总汇)

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
01
02
03
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。
05
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。

Icepak教程(2024)

Icepak教程(2024)
设置辐射参数
为了准确模拟辐射换热,用户需要设置适当的辐射参数, 如发射率、反射率和透射率等。这些参数可以根据实际材 料属性进行设置。
2024/1/30
定义辐射表面
用户需要指定参与辐射换热的表面。这可以通过选择相应 的几何实体并设置其辐射属性来实现。
运行模拟并查看结果
完成以上设置后,用户可以运行模拟并查看辐射换热对系 统性能的影响。Icepak提供了丰富的后处理工具,帮助 用户分析和理解模拟结果。
在设置时间步长时,需要考虑物体的热物性参数、边界条 件以及所关心的温度范围等因素。对于复杂的模型或需要 高精度计算的情况,建议使用较小的时间步长。
2024/1/30
17
结果查看与后处理
01
在Icepak中,可以通过后处理功能查看瞬态热分析的结果,包括温度分布、热 应力分布等。
02
后处理功能提供了丰富的可视化工具,如等值线图、云图、矢量图等,可以直 观地展示计算结果。
案例
Icepak已经成功应用于多个知名企业的产品设计中 ,如华为、中兴、苹果等,为其提供了高效、准确 的热设计解决方案。
2024/1/30
5
安装与启动方法
01
系统要求
Icepak支持Windows和Linux操作系统,需要满足一定的硬件和软件配
置要求。
02
安装步骤
从ANSYS官方网站下载Icepak安装包,按照安装向导逐步完成软件的
2024/1/30
设置优化目标
用户需要设置优化目标 来指导优化过程。优化 目标可以是系统性能参 数、成本或其他关键指 标。
选择优化算法
运行优化并查看 结果
Icepak提供了多种优化 算法供用户选择,如遗 传算法、粒子群算法和 模拟退火算法等。用户 可以根据问题的性质和 复杂程度选择合适的优 化算法。
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affected by its operating temperature
The Case for Thermal Management
• Virtually all electronic failure mechanisms are
enhanced by the increase in package temperature:
The Case for Thermal Management
10
200
20 30
Inc3793r00ease in Failure Rate with Temperature
40 1310 (from a base temperature of 50 C)
50
2280
60
3860
Increase in Failure, %
Introduction
The Case for Thermal Management
• The heat generated in an electronic circuit is inversely
proportional to the efficiency of the circuit
• The power that is not converted to perform useful
Cooling Methods
• Types of cooling methods:
– Natural convection air cooling – Forced convection air cooling – Immersion liquid cooling – Boiling – Heat pipes – Cold plates – Thermoelectric coolers – Microchannel cooling – Microjet
– Typical applications include mainframe computers,
supercomputers, high-power transmitters, etc.
• Boiling heat transfer is the absorption of heat by a boiling fluid and is used for high power applications
– Stresses due to TCE mismatch – Corrosion – Electro-migration – Oxide breakdown – Current leakage (which doubles with every 10 c in active
devices)
– Degradation in electrical performance (due to change in
device parameters)
The Case for Thermal Management
• The rate of failure of electronic packages is directly
proportional to heat and increases exponentially with the maximum temperature of the package
Component
Temperature = 25C Temperature = 75C
Thick film resistor
5
15
Chip capacitor
10
25
Power transistor
50
300
Diode
1
9
Logic ICs - SSI
125
1125
Logic ICs - MSI
250
Course Outline
17. Wall Effects 18. External Coolers/Heaters
Case Studies: 1. Mesh Refinement 2. Modeling PBGA 3. Selecting Heat Sink 4. Spreading Resistance 5. Effect of Radiation 6. Sealed Systems 7. Modeling TEC 8. Selecting Baffles I 9. Selecting Baffles II 10. Modeling Data Center
electromagnetic work is lost in the form of heat to the surroundings
• The power wasted as heat includes:
– Joule heating (I2R) loss – Power supply
• The reliability of a semiconductor device is directly
• Budget per watt of heat removal is decreasing
Packaging Trends
Package Power Projection Trends (Watts)
Market Application Year 1998-2000 Year 2001-2003 Year 2004-2006
2250
Logic ICs - LSI
500
4500
Source: C.A. Harper, Handbook of Thick Film Hybrid Microelectronics
The Case for Thermal Management
Major Causes of Electronic Failure
Commodity
1
1
1
Hand-Held
2
2
2
Cost/Performance
18
22
28
High Performance
100
120
140
Harsh
3
3
3
Environment
Source: Sandia National Laboratories
Commodity: Low cost (<$300) consumer products Hand-Held: Battery powered (<$1000) products such as cellular, etc. Cost/Performance: Maximum performance with cost limit (<$300) (Notebooks, etc.) High Performance: Performance is the primary driver (Servers, Avionics, etc.) Harsh Environment: Automotive, Military, etc.
2500
2000
1500
1000
500
0
10
20
30
40
50
Temperature Rise, C
The Case for Thermal Management
The Effect of Package Temperature on Failure
(Number of failures after 1000 hr of operation per million units)
– the coolant can be liquid or gas
• Thermoelctric coolers are solid state heat pumps that do not have any moving parts nor any working fluid
– They move heat from one location to another through the Peltier effect
Advanced Thermal Modeling
Course Outline
1. Introduction 2. CFD Basics 3. Printed Circuit Boards 4. IC Packages 5. Heat Sinks 6. Interface Resistance 7. Fans, Impellers and Blowers 8. Altitude Effects 9. Flow Resistances 10. Radiation 11. Heat Pipes 12. Joule Heating 13. Thermoelectric Coolers 14. Cold Plates 15. Transformers 16. Flow Baffles
• Heat pipes are devices that provide a passive method of transferring heat from one area to another
– Moving towards system-on-chip technology
• Packages are dissipating more power • Operating junction temperature remains fixed
– 55 C for commodity and handheld devices – 125 C for automotive systems
• Natural convection air cooling is used for low power
applications
– It is the simplest and cheapest cooling method available
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