Icepak高阶建模教程

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。

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。

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。

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。