Icepak学习笔记

ICEPAK学习笔记 张永立；2010-09-13

目录

算例一：翅片散热

流量单位CFM

ICEPAK的分析流程 Peclet数

网格Peclet数

注意opening和风扇的边界条件设置

算例二：RF放大器

射频功率放大器简介

Wall/Enclosure/Block/Plate的区别

Wall的内侧（inner）和外侧(Outside)是如何定义的？ Enclosure内部是否有网格，内部是如何定义和处理的？ PCB板的定义（Rack/Board/HeatDissipation/TraceLayers） HeatSink的定义尺寸含义

算例三：风扇位置优化

格栅（Grille）可以定义倾斜角度

类型为“hollow”的Block内部没有网格 优化参数的定义

定义并显示多工况报告（report）

如何修正风扇模型中P-Q随着海拔高度的变化 注意network block的用法

算例四：冷板的模拟（Cold-Plate）

在Block1内部又建立Block2意味着什么？ 注意优先级的应用 算例五：热管模拟 Unpack的应用

各向异性导热的设置

嵌套assembly的使用方法

算例六：协调网格/非协调网格对比 ICEPAK的默认参数设置

为什么ICEPAK写出的*.res文件不能读入到CFD-Post后处理?

算例七：高级网格划分

建立Assembly实现非连续网格划分时需要注意 掩膜板划分网格需要注意

接触热阻和薄导热板的差别是什么?

注意：ICEPAK中不允许两个“thin objects”交叠在一起！

算例八：计算Grille损失系数（批处理/优化）

ICEPAK中多孔板的创建方法

注意多种批处理的设置和后处理功能

算例九：两种散热器翅片散热效果（参数开关）

多种散热器对比可以在一个case中通过切换开关来实现 一个case计算多种散热器模型不需要预先生成网格 本算例的opening边界没有设置压力边界条件

算例十：最小化热阻（参数优化）

计算域外延 新材料的定义

如何才能激活ICEPAK的优化参数（optimization）？ 优化计算的基本步骤

算例十一：ICEPAK的辐射模型

自然对流最好给定非零速度的初始条件： 辐射模型一：S2S模型 辐射模型二：DO模型 三种计算结果对比

算例十二：瞬态模拟

定义一个瞬态问题

随时间变化函数实体的定义方法 非定常动画

算例十三：Zoom In功能

注意本算例hollow Block的用法 Grille的方向问题

Grille和Resistance的差别

当所设置的ZoomIn区域和系统中的实体（object）相交时 关于ZoomIn的详细分析

直接详细计算和通过ZoomIn详细计算的结果差别比较 算例十四：IDF导入功能 IDF文件说明

注意“Group”的应用

算例十五：CAD导入功能

CAD几何面导入成ICEPAK实体（object）的方法 Mentor输出文件格式 Mesher HD网格

如何查询网格数量和质量？ 如何并行计算？ 如何重启动计算？

算例十六：PCB板的Trace导入 可以导入Trace的文件格式

如何能够查询材料库函数的具体物性参数？ ICEPAK是如何根据导入的trace计算热导率的? PCB实体不能兼容非连续网格

PCB实体和Block实体有什么区别？

IDF导入的模型划分网格出错： 算例十七：Trace焦耳热 给定局部关心的Trace焦耳热

计算过程中中途强制停止计算的后果 算例十八：微电子封装 注意封装库的选择和使用

注意network类型的Block的设置和结果温度查询方法 注意探针（probe）的使用

为什么文本输出和图形显示的最高温度差别很大？ 算例十九：多级网格 定义assembly时需要注意 注意多级网格的用途和用法

算例二十：BGA封装的Trace导入 注意导入BGA中trace的方法 计算封装内部的热问题没有流动

注意本算例自然对流系数的处理方式（不是常数） 注意Rjc的计算方法

算例二十一：30所ICEM题目 如何在ICEPAK中实现模拟？ 经验技巧总结

1.如何把元器件功率导入ICEPAK中？

2.应用“two resistor”双热阻模型计算温度不合理的问题 3.关于IDF文件的说明

4.IDF中间格式如何导入Pro/E 5.关于常用EDA软件的介绍 6.PADS和Protel文件格式互转

7.Protel的数据输入给ICEPAK的方法

算例一：翅片散热

流量单位CFM： CFM是一种流量单位

cubic feet per minute 立方英尺每分钟 1CFM=28.3185 L/MIN ICEPAK的分析流程：

建模——模型检查——划分网格——网格观察——检查Reynolds和Peclet数——求解

Peclet数：

peclet number，用P或Pe表示，是一个无量纲数值，用来表示对流与扩散的相对比例。随着Pe数的增大，输运量中扩散输运的比例减少，对流输运的比例增大。

P=vL/α

其中v为特征速度, L为特征长度,α为特征扩散系数。 网格Peclet数：

1976年Roache提出，网格或单元Peclet数可以用来度量某点处φ的对流和扩散的强度比例。网格Peclet数定义为

随着Pe数的增大，φ的输运量中扩散输运的比例减少，对流输运的比例增大。扩散是无方向性的，φ在各个方向的扩散量一样。而对流是有方向性的，输运特征或φ的分布呈椭圆形状。当Pe→∞时，φ的输运中几乎没有扩散，全部都是对流。φ在P点处的影响由于对流直接传达到下游节点E，而反过来E点处的φ值几乎对P点处φ的分布没有影响。因此网格Peclet数越大，上游节点φ值对下游节点的影响越大，下游节点对上游节点的影响越小。而当Pe=0时，上游节点对下游节点的影响与下游节点对上游节点的影响一样。 采用泰勒级数误差分析可知，中心差分格式离散方程计算具有二阶截差，在Pe<2或扩散占优的流动情况下，计算有较高的精度。但是当流动为强对流情况时，计算的收敛性和精度都较差。

为什么这里有个标准——Pe<2？对于一维对流扩散问题的有限体积法离散方程，离散方程可写成统一形式：

其中系数aP，aE是表示扩散与对流作用的影响。如果Pe>2，则aE将会为负，而这样会导致物理上不真实的解。因此当Pe<2时才能保证应用中心差分计算有较高的精度。

注意opening和风扇的边界条件设置：

第一：当风扇是送风时，风扇和opening边界条件的设置： 风扇类型设置为“intake”；

Opening只设置温度边界条件即可（默认设置，没有测试其他选项）。 第二：当风扇是抽风时，风扇和opening边界条件的设置：