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第1章 ANSYS Icepak概述1

1.1 ANSYS Icepak概述及工程应用1

1.2 ANSYS Icepak与ANSYS Workbench关系3

1.2.1 ANSYS Workbench平台介绍3

1.2.2 ANSYS Workbench平台的启动4

1.2.3 ANSYS Workbench的界面（GUI）5

1.2.4 WB对Icepak的作用7

1.3 ANSYS Icepak热仿真流程8

1.3.1 建立热模型8

1.3.2 模型的网格划分10

1.3.3 求解计算设置11

1.3.4 后处理显示11

1.4 ANSYS Icepak模块组成12

1.5 ANSYS Icepak机箱强迫风冷热仿真15

1.5.1 实例介绍15

1.5.2 建立热仿真模型16

1.5.3 网格处理19

1.5.4 求解相关设置20

1.5.5 后处理显示22

1.6 某LED自然冷却模拟实例24

1.6.1 实例介绍24

1.6.2 建立热仿真模型25

1.6.3 划分网格28

1.6.4 求解基本设置31

1.6.5 后处理显示33

1.7 本章小结36

第2章 电子热设计基础理论37

2.1 电子热设计基础理论原理37

2.1.1 热传导38

2.1.2 对流换热38

2.1.3 辐射换热39

2.1.4 增强散热的几种方式39

2.2 电子热设计常用概念解释40

2.3 电子热设计冷却方法及准则方程42

2.3.1 自然冷却43

2.3.2 强迫对流46

2.3.3 TEC热电制冷47

2.3.4 热管散热48

2.3.5 电子设备热设计简则49

2.4 CFD热仿真基础49

2.4.1 控制方程50

2.4.2 ANSYS Icepak热仿真流程图51

2.4.3 基本概念解释52

2.5 本章小结53

第3章 ANSYS Icepak技术特征及GUI详解54

3.1 ANSYS Icepak详细技术特征54

3.2 ANSYS Icepak启动方式及选项64

3.2.1 ANSYS Icepak的启动64

3.2.2 选项设置说明65

3.3 ANSYS Icepak工作目录设定67

3.4 ANSYS Icepak的用户界面（GUI）详细说明68

3.4.1 ANSYS Icepak用户界面GUI介绍68

3.4.2 主菜单栏69

3.4.3 快捷工具栏79

3.4.4 模型树80

3.4.5 基于对象模型工具栏82

3.4.6 编辑模型命令面板82

3.4.7 对齐匹配命令84

3.4.8 图形显示区域86

3.4.9 消息窗口87

3.4.10 当前几何信息窗口87

3.5 模型编辑面板GUI87

3.6 用户自定义库的建立使用90

3.7 其他常用命令操作94

3.7.1 常用鼠标键盘操作94

3.7.2 常用热键操作94

3.7.3 单位管理95

3.8 本章小结95

第4章 ANSYS Icepak热仿真建模96

4.1 ANSYS Icepak建模简述96

4.2 ANSYS Icepak基于对象自建模99

4.2.1 计算区域Cabinet99

4.2.2 Assembly装配体101

4.2.3 Heat Exchanger换热器103

4.2.4 Opening开口104

4.2.5 Periodic Boundaries周期性边界条件107

4.2.6 Grille二维散热孔、滤网108

4.2.7 Source热源112

4.2.8 PCB电路板114

4.2.9 Plate板116

4.2.10 Enclosures腔体120

4.2.11 Wall壳体121

4.2.12 Block块125

4.2.13 Fan轴流风扇133

4.2.14 Blower离心风机139

4.2.15 Resistance阻尼141

4.2.16 Heatsink散热器144

4.2.17 Package芯片封装150

4.2.18 建立新材料156

4.3 ANSYS Icepak自建模实例157

4.4 CAD模型导入ANSYS Icepak163

4.4.1 DesignModeler简介163

4.4.2 DesignModeler常用命令说明167

4.4.3 ANSYS SCDM模型修复命令171

4.4.4 CAD模型导入ANSYS Icepak命令177

4.4.5 CAD模型导入ANSYS Icepak步骤、原则187

4.4.6 ANSYS Icepak自带的CAD接口187

4.5 CAD几何模型导入ANSYS Icepak实例191

4.6 电子设计软件EDA模型导入ANSYS Icepak198

4.6.1 EDA-IDF几何模型导入198

4.6.2 EDA电路布线过孔信息导入201

4.6.3 EDA封装芯片模型导入203

4.7 本章小结206

第5章 ANSYS Icepak网格划分207

5.1 ANSYS Icepak网格控制面板207

5.1.1 ANSYS Icepak网格类型及控制208

5.1.2 Hexa Unstructured网格控制211

5.1.3 Mesher-HD网格控制215

5.2 ANSYS Icepak网格显示面板219

5.3 ANSYS Icepak网格质量检查面板222

5.4 ANSYS Icepak网格优先级225

5.5 ANSYS Icepak非连续性网格228

5.5.1 非连续性网格概念228

5.5.2 非连续性网格的创建230

5.5.3 Non-Conformal Meshing非连续性网格划分的规则232

5.5.4 非连续性网格的自动检查235

5.5.5 非连续性网格应用案例238

5.6 Mesher-HD之Multi-Level多级网格239

5.6.1 Multi-Level（M/L）多级网格概念240

5.6.2 多级网格的设置240

5.6.3 设置Multi-level多级级数的不同方法242

5.7 ANSYS Icepak网格划分的原则与技巧243

5.7.1 ANSYS Icepak网格划分原则243

5.7.2 确定模型多级网格的级数244

5.7.3 网格划分总结245

5.8 ANSYS Icepak网格划分实例246

5.8.1 强迫风冷机箱246

5.8.2 LED灯具强迫风冷散热模拟248

5.8.3 液冷冷板模型251

5.8.4 强迫风冷热管散热模拟254

5.9 本章小结258

第6章 ANSYS Icepak相关物理模型259

6.1 自然对流应用设置259

6.1.1 自然对流控制方程及设置260

6.1.2 自然对流模型的选择261

6.1.3 自然对流计算区域设置261

6.1.4 自然冷却模拟设置步骤262

6.2 辐射换热应用设置264

6.2.1 Surface to Surface（S2S）辐射模型265

6.2.2 Discrete Ordinates（DO）辐射模型266

6.2.3 Ray tracing radiation model光线追踪法辐射模型268

6.2.4 三种辐射模型的比较与选择269

6.3 太阳热辐射应用设置270

6.3.1 太阳热辐射载荷设置270

6.3.2 太阳热辐射瞬态载荷案例273

6.3.3 热模型表面如何考虑太阳热辐射275

6.4 瞬态热模拟设置276

6.4.1 瞬态求解设置276

6.4.2 瞬态时间步长Time step设置279

6.4.3 变量参数的瞬态设置283

6.4.4 求解的瞬态设置289

6.5 本章小结290

第7章 ANSYS Icepak求解设置291

7.1 ANSYS Icepak基本物理模型定义291

7.1.1 基本物理问题定义设置面板292

7.1.2 基本物理问题定义向导设置298

7.2 自然冷却计算开启的规则301

7.3 求解计算基本设置303

7.3.1 Basic settings求解基本设置面板303

7.3.2 如何判断热模型的流态304

7.3.3 Parallel settings并行设置面板304

7.3.4 Advanced settings高级设置面板307

7.4 变量监控点设置308

7.4.1 直接拖拽模型308

7.4.2 复制粘贴309

7.4.3 直接输入坐标310

7.4.4 模型树下建立监控点311

7.5 求解计算面板设置311

7.5.1 General setup通用设置面板312

7.5.2 Advanced高级设置面板314

7.5.3 Results结果管理面板316

7.5.4 TEC热电制冷模型的计算317

7.5.5 恒温控制计算318

7.6 ANSYS Icepak计算收敛标准319

7.7 ANSYS Icepak删除／压缩计算结果322

7.8 本章小结324

第8章 ANSYS Icepak后处理显示325

8.1 ANSYS Icepak后处理说明325

8.2 ANSYS Icepak自带后处理显示328

8.2.1 Object face体处理329

8.2.2 Plane cut切面处理336

8.2.3 Isosurface等值面处理339

8.2.4 Point点处理341

8.2.5 Surface probe探针处理341

8.2.6 Variation plot变量函数图342

8.2.7 History plot瞬态函数图343

8.2.8 Trials plot多次实验曲线图344

8.2.9 Transient settings瞬态结果处理345

8.2.10 Load solution ID加载计算结果347

8.2.11 Summary report量化报告处理347

8.2.12 Power and temperature limits setup处理351

8.2.13 保存后处理图片352

8.3 Post后处理工具352

8.3.1 Post后处理面板1353

8.3.2 Post后处理面板2353

8.3.3 Post后处理面板3354

8.3.4 Post后处理面板4355

8.4 Report后处理工具356

8.5 CFD-post常用后处理工具363

8.5.1 CFD-post的打开方式363

8.5.2 CFD-post的界面说明364

8.5.3 ANSYS Icepak计算结果加载至CFD-post366

8.5.4 创建Location位置367

8.5.5 CFD-post常用后处理命令1370

8.5.6 CFD-post常用后处理命令2373

8.5.7 Variables变量面板375

8.5.8 Expressions表达式面板377

8.5.9 Table图表工具377

8.5.10 曲线变化图378

8.5.1l Report报告379

8.5.12 其他后处理工具380

8.5.13 多工况的计算结果比较381

8.6 本章小结383

第9章 ANSYS Icepak热仿真专题384

9.1 ANSYS Icepak外太空环境热仿真384

9.2 异形Wall热流边界的建立389

9.2.1 圆柱形计算区域的建立389

9.2.2 异形Wall的建立391

9.3 热流—结构动力学的耦合计算394

9.4 ANSYS Siwave电—热流双向耦合计算399

9.5 PCB板导热率验证计算405

9.6 ANSYS Ieepak参数化／优化计算410

9.6.1 参数化计算步骤410

9.6.2 Design Explorer的参数化功能416

9.6.3 优化计算步骤419

9.7 轴流风机MRF模拟425

9.8 机箱系统Zoom-in的功能428

9.8.1 Profile边界说明429

9.8.2 Zoom-in功能案例讲解430

9.9 ANSYS Icepak批处理计算的设置432

9.10 本章小结435

参考文献436