1.2 ANSYS Icepak與ANSYS Workbench的關系

1.2.1 ANSYS Workbench平臺介紹

ANSYS Workbench（簡稱WB）平臺實際上是ANSYS多個產(chǎn)品或功能應用的仿真管理平臺，在此平臺下，ANSYS旗下的多個仿真模擬工具可以互相交替耦合，實現(xiàn)各種物理場仿真數(shù)據(jù)的傳遞。另外，在WB平臺下，一方面可以將常用CAD軟件的幾何模型通過接口導入ANSYS的模擬工具，另一方面，通過幾何接口Geometry Interface，也可實現(xiàn)CAD軟件與CAE軟件幾何數(shù)據(jù)的雙向傳遞。

WB中包含多個軟件模塊，各模塊實現(xiàn)不同的功能，如表1-1所示。

為了模擬電子產(chǎn)品真實的多物理場環(huán)境，得到產(chǎn)品真實的多場特性分布，ANSYS公司開發(fā)了各軟件的數(shù)據(jù)傳遞接口，用戶必須依靠WB才能進行多場耦合。典型的WB多場耦合工作流程如圖1-2所示。

從圖1-2中可以清楚看到，WB平臺下進行Icepak熱流—Structural結構動力學耦合模擬的工作過程。

（1）拖動A2至B2，可以通過Geometry（DM）將CAD模型傳遞給ANSYS Icepak，在ANSYS Icepak中計算該產(chǎn)品的散熱特性，得到溫度、速度、壓力等的計算結果；

（2）拖動B3至C2，可將ANSYS Icepak的計算結果傳遞導入給CFD-Post（Results）模塊，用戶可在此模塊中進行專業(yè)的后處理顯示；

（3）拖動A2至D3，可通過DM，將CAD模型導入Static Structural結構動力學模塊，拖動B3至D5，將Icepak計算的溫度結果作為結構動力學的熱載荷，可計算此CAD模型的熱變形、熱應力分布等。

1.2.2 ANSYS Workbench平臺的啟動

常用啟動WB的方法主要有以下兩種。

（1）單擊“開始”菜單，在“所有程序”中選擇ANSYS 18.1→Workbench 18.1命令，如圖1-3所示，即可啟動ANSYS Workbench 18.1。

（2）從CAD軟件系統(tǒng)中啟動WB，如圖1-4所示。

① ANSYS圖標顯示在CAD軟件（本實例為Proe）的主菜單中。

②安裝ANSYS軟件時必須選擇相應的CAD軟件接口（ANSYS Geometry Interfaces），才會在CAD軟件中出現(xiàn)ANSYS圖標，如圖1-5所示。

③ WB與主流的CAD軟件均有接口，包括Catia、Autodesk Inventor、Pro/Engineer、Solidworks、Solid Edge、Unigraphics等。

1.2.3 ANSYS Workbench的界面（GUI）

WB界面主要由主菜單欄、工具箱、項目視圖區(qū)、消息窗口（Message）、進度窗口（Progess）組成，如圖1-6所示。

WB界面主要包括以下功能。

（1）Analysis Systems：預先定義的模板，與ANSYS Icepak相關的包括HFSS、Maxwell 2D/3D、Simplorer、Static Structural，可用于模擬電子產(chǎn)品的多物理場耦合，如圖1-7所示。

（2）Component Systems：包含ANSYS旗下不同的CAE分析軟件，其中Geometry、Results與Icepak相關，工具欄中不同CAE軟件的組合，可形成解決不同物理問題的項目流程圖，如圖1-8（a）所示。

用戶使用Component Systems中的軟件，可以有以下兩種方法：

① 用戶雙擊相應的軟件模塊，如雙擊Geometry，項目視圖區(qū)中會出現(xiàn)Geometry的單元。

② 用戶使用左鍵選擇軟件模塊，然后按住左鍵向項目視圖區(qū)拖動，WB的視圖區(qū)會自動出現(xiàn)Create standa lone system的方框，然后松開鼠標左鍵，視圖區(qū)會出現(xiàn)相應的CAE單元，如圖1-9所示。

（3）Custom Systems：包含定制的多軟件單元耦合工作流程圖，如FSI:Fluid Flow（FLUENT）→Static Structural，表示使用Fluent和Structural進行流固耦合分析。這部分與ANSYS Icepak無關，本書不做過多講解，如圖1-8（b）所示。

（4）Design Exploration：對于Icepak而言，Design Exploration主要用于參數(shù)化/優(yōu)化Geometry中的CAD模型及Icepak中定義的各變量參數(shù)及函數(shù)等，此部分將在第9章做詳細的說明，如圖1-8（c）所示。

因此，雙擊或拖曳ANSYS Workbench工具箱中某一軟件可進行單場的模擬計算，而在項目視圖區(qū)，工程師可以將各種CAE軟件間的數(shù)據(jù)進行傳遞，以進行多物理場之間的耦合分析。

1.2.4 ANSYS Workbench對Icepak的作用

ANSYS Icepak進入WB平臺以后，ANSYS公司針對Icepak開發(fā)了CAD模型的導入接口Geometry（DM），利用WB下的DM，用戶可將CAD模型導入Icepak，其轉(zhuǎn)化命令如圖1-10所示。

安裝于WB平臺下的Icepak，可以實現(xiàn)以下兩方面的功能：

（1）使用WB平臺下的Geometry（Design Molder, DM），將CAD模型導入Icepak。

（2）基于WB平臺，可以實現(xiàn)多個CAE軟件間數(shù)據(jù)的傳遞，以便實現(xiàn)電子產(chǎn)品的多場耦合模擬。

圖1-11中A單元為DM, DM將CAD模型傳遞給B單元Icepak軟件，在ANSYS Icepak中對模型進行電子熱模擬后，用戶可以將CAD模型傳遞給結構動力學軟件Static Structural，然后將B3的ANSYS Icepak計算結果傳遞給結構動力學軟件，進行熱流—結構的耦合模擬。