- ANSYS Icepak電子散熱基礎教程(第2版)
- 王永康 張潔 張宇 耿麗麗編著
- 1301字
- 2019-07-25 11:46:10
1.4 ANSYS Icepak模塊組成
針對電子產品散熱的需求,ANSYS Icepak 18.1軟件內嵌了豐富的材料庫、IC器件庫、風機庫、散熱器庫等,通過相應的CAD接口和EDA接口,可導入電子產品相應的幾何模型和PCB模型,同時提供基于對象的快速自建模功能,大大方便了結構工程師或電子工程師的使用;Icepak使用基于Fluent求解器的有限體積算法,可以幫助用戶快速實現產品的散熱模擬計算。
ANSYS Icepak 18.1主要包含以下模塊:
1.CAD導入接口模塊
目前ANSYS Icepak位于ANSYS Workbench平臺下,其擁有的CAD接口為ANSYS Work-bench平臺下的Geometry。針對ANSYS Icepak的模型特點,ANSYS公司在DM中開發了Elec-tronic工具箱,通過此工具箱,可以將復雜的CAD模型進行轉化,然后自動導入ANSYS Icepak。
DM可讀入主流CAD軟件(Catia、Autodesk Inventor、Pro/Engineer、Solidworks、Solid Edge、Unigraphics)輸出的格式,DM支持的部分CAD數據格式如圖1-19所示。

圖1-19 DM支持的部分CAD數據格式
另外,如果讀者安裝了WB與三維CAD軟件的接口,也可以參考1.2.2節中的方式,直接從CAD軟件中啟動WB,這樣可以直接打開WB, CAD模型會自動進入DM,雙擊進入DM,即可對模型進行轉化。
2.ANSYS Icepak基本包
提供豐富的物理模型,嵌入了ANSYS Icepak快速自建模的工具欄,豐富的庫模型,支持用戶自定義庫的建立,提供基于對象的快速建模工具;提供了各類EDA布線接口,如圖1-20所示,用于將Mentor Graphics、Altium Designer、Cadence等設計軟件的布線文件直接導入PCB模型,其中BRD、ANF、ODB++格式的布線文件無須授權就可以讀入ANSYS Icepak,精確反映PCB上的布線過孔信息,以計算PCB各向異性的局部導熱率;先進的多樣化網格劃分、顯示、檢查工具;包含求解計算的各種設置,可進行參數化/優化計算;包含豐富的后處理工具。

圖1-20 EDA布線過孔的導入接口
在WB平臺下,可與Ansoft、Structural進行電磁、熱流、結構的協同耦合模擬等,ANSYS Icepak基本包的界面如圖1-21所示。

圖1-21 ANSYS Icepak基本包的界面
3.ANSYS SCDM模塊
用于對各類CAD格式的幾何模型進行快速修復,如批量刪除安裝孔,刪除倒角,模型的分割、合并,提取冷板流道的幾何模型,提取殼單元等,使CAD模型變成易被Icepak識別的幾何體;在ANSYS SCDM 18.1中,嵌入了CAD模型轉化為Icepak熱模型的工具欄,非常易用,相關的命令可參考4.4.7節。
4.參數化/優化模塊
(1)ANSYS Icepak 18.1自身支持參數化計算,在ANSYS Icepak里輸入的各種數據均可以設置為變量,然后在參數化面板中,輸入此變量的范圍及相應的增值,單擊Run,即可進行參數化計算,如圖1-22所示。

圖1-22 ANSYS Icepak自身參數化面板
(2)Design Exploration參數化/優化計算模塊。在ANSYS Icepak 18.1版本里,可以使用ANSYS Workbench平臺下的Design Exploration(簡稱DX)進行參數化/優化計算,其優化的速度快于ANSYS Icepak自帶的優化模塊Iceopt。用戶可以在ANSYS Icepak中定義參數、在DM(幾何接口)中定義幾何變量參數,然后在如圖1-23所示的DX參數化面板中依次輸入各變量的參數數值,單擊Update Project, DX即可驅動ANSYS Icepak進行參數化計算。

圖1-23 DX參數化面板
對于ANSYS Icepak 15.0之前的版本,主要使用Iceopt優化模塊來對模型進行優化計算。ANSYS Icepak 15.0以后的版本主要使用DX對熱分析模型的不同參數進行優化計算。圖1-24是DX優化結果面板。在第9章將會詳細講解ANSYS Icepak參數化/優化的計算過程。
5.ANSYS HPC并行計算模塊
ANSYS Icepak可使用ANSYS HPC模塊加速并行計算,尤其適用于計算網格數量比較多的模型,可大幅減少仿真計算的時間,多核的計算機或者分布式的計算機群均可使用ANSYS HPC模塊進行并行計算。除此之外,ANSYS Icepak 18.1還支持Nvida GPU的加速計算。圖1-25為并行計算設置面板。

圖1-25 并行計算設置面板

圖1-24 DX優化結果面板