Icepak练习教程
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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 (76)
练习 5 修改的笔记本电脑 (105)
练习 6 非连续网格 (115)
练习7 Zoom-in建模 (126)
练习8 带有离心风机的机柜 (147)
练习9 网格和模型强化练习 (151)
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实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 计算流体力学 (CFD) 求解器。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
•湍流模型：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
FLUENT求解器采用有限体积算。 有如下特点：
•使用多重网格算法来缩短求解时间
•选择一阶迎风格式做初始计算，再使用高阶格式来提高精度