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Icepak作為專業(yè)的熱分析軟件,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)的各個(gè)階段,Icepak都可以幫助客戶優(yōu)化設(shè)計(jì)。以解決各種不同類型問(wèn)題:
系統(tǒng)級(jí)(Systems) ——對(duì)電子設(shè)備機(jī)箱、機(jī)柜及方艙等系統(tǒng)級(jí)問(wèn)題的熱分析。利用Icepak可以模擬氣流在機(jī)柜中的流動(dòng),通過(guò)調(diào)整風(fēng)扇和通風(fēng)口的不同尺寸大小、形狀及其它選項(xiàng),進(jìn)行數(shù)值模擬,從而以最小的代價(jià)得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)。
組件級(jí)(Components) ——用于電子模塊,散熱器,PCB板級(jí)別的熱分析。通過(guò)有效地模擬一個(gè)或多個(gè)散熱片或由數(shù)目巨大的散熱片組成的散熱器,可以得到研究對(duì)象的溫度分布、流場(chǎng)分析及傳熱情況。用戶可以根據(jù)自己的需要用Icepak建立特殊要求的散熱器模型。
封裝級(jí)(Packages) ——用于對(duì)元器件級(jí)別的熱分析。通過(guò)詳細(xì)模擬元器件及相鄰元器件間的傳熱介質(zhì),發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,并為進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
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建?焖
MCAD輸入----Pro/E的直接接口,IGES,DXF
ECAD/IDF輸入----IDF(如,Mentor Graphics, Cadence)的直接輸入
現(xiàn)成的模型庫(kù)----箱體、塊、風(fēng)扇、PCB板、通風(fēng)口、自由開口、空調(diào)、板、壁面、管道、源、阻尼器、散熱片、離心風(fēng)機(jī)、太陽(yáng)幅射、各種封裝件模型等,用戶可以直接從Icepak的菜單調(diào)用現(xiàn)成的模型
各種形狀的幾何模型----六面體、棱柱、圓柱、同心圓柱、橢圓柱、橢球體,斜板、多邊形板、方形或圓形板, Icepak可以構(gòu)造各種形狀的幾何模型
Icepak依靠鼠標(biāo)來(lái)選取、定位以及改變預(yù)定義對(duì)象的大小、因而使模型的建立快捷方便,可以表達(dá)復(fù)雜幾何而無(wú)須近似簡(jiǎn)化。同時(shí)Icepak網(wǎng)站還以很快的速度不斷提供新的模型庫(kù),如各類風(fēng)機(jī)、無(wú)限定的多層PCB板、各類散熱器等等。
自動(dòng)網(wǎng)格生成
Icepak采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)。支持四面體、五面體、六面體、柱體以及混合網(wǎng)格類型。網(wǎng)格參數(shù)完全由用戶自行控制,如果需要對(duì)某個(gè)特征實(shí)體加密網(wǎng)格,加密網(wǎng)格不會(huì)影響到其它對(duì)象。
廣泛的模型能力
Icepak擁有用戶模擬過(guò)程所需要的各種物理模型,包括流動(dòng)模型和傳熱模型。這些模型具有足夠的精度和可靠性。傳熱模型包括強(qiáng)迫對(duì)流、自然對(duì)流和混合對(duì)流模型、固體中的熱傳導(dǎo)模型、流體與固體之間的耦合傳熱模型、表面與表面間的熱輻射模型。另外,用戶還可以模擬層流、湍流,穩(wěn)態(tài)及非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。
解算功能
求解器----采用Fluent5⋯⋯CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))求解器
有限體積方法(Finite Volume Method), 非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的求解器
并行算法,能夠?qū)崿F(xiàn)UNIX或NT的網(wǎng)絡(luò)并行
可視化后置處理
面向?qū)ο蟮、完全集成的后置處理環(huán)境
可視化速度矢量圖、等值面圖、粒子軌跡圖、網(wǎng)格圖、切面云圖、點(diǎn)示蹤圖
可以通過(guò)以下格式輸出:postscripts, PPM, TIFF, GIF, JPEG和RGB格式
動(dòng)畫可以存成MPEG格式的多媒體文件
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電子設(shè)備中,機(jī)箱是比較典型的結(jié)構(gòu)形式,由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制,機(jī)箱內(nèi)部一般布滿了電子元器件,對(duì)散熱的要求較高。借助于Icepak軟件,可以清楚的計(jì)算出機(jī)箱內(nèi)部的熱分布情況,從而可以正確的排列器件的分布,正確配置散熱風(fēng)機(jī)。
下面以某電子系統(tǒng)的收發(fā)信機(jī)箱為例簡(jiǎn)要談一下Icepak在熱分析中的應(yīng)用。
應(yīng)用Icepak軟件,首先要對(duì)機(jī)箱進(jìn)行簡(jiǎn)化,將實(shí)體轉(zhuǎn)化為Icepak認(rèn)可的模型。對(duì)于熱分析有較大影響的散熱器、高發(fā)熱量的器件要建立詳細(xì)的模型,而對(duì)熱分析沒有影響較小的細(xì)節(jié)方面可以簡(jiǎn)化模型,這樣不但可以提高求解的速度,并且還能把主要精力放在問(wèn)題的求解上。
圖所示的系統(tǒng)是設(shè)計(jì)的原始方案,其中功率放大器的熱功耗為94W,DC/DC模塊的熱功耗為20W,接收機(jī)與中心發(fā)射機(jī)的熱功耗均為5W,機(jī)箱除氣孔及風(fēng)扇開口外密封,并且要求在環(huán)境溫度為60℃時(shí),機(jī)箱內(nèi)的溫度不得超過(guò)80℃。
本系統(tǒng)中機(jī)箱內(nèi)部器件的發(fā)熱量高,空氣的流動(dòng)不暢,必須靠風(fēng)扇來(lái)強(qiáng)迫風(fēng)冷,由于對(duì)溫度的要求苛刻,為了保證系統(tǒng)的可靠性,必須保證溫度在允許的范圍內(nèi)。應(yīng)用Icepak軟件,可以在設(shè)計(jì)階段分析機(jī)箱內(nèi)部的熱分布情況,從而省掉樣機(jī)的生產(chǎn),縮短生產(chǎn)周期。