ansys icepak

ICEPAK案例 翅片散热器

介绍

通过这个练习你可以了解到：

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打开一个新的project

建立blocks, openings, fans, sources, plates, walls 包括gravity的效应,湍流模拟 改变缺省材料 定义网格参数 求解

显示计算结果云图，向量和切面

问题描述

机柜包含5个高功率的设备（密封在一个腔体内），一块背板plate，10个翅片fins，三个fans, 和一个自由开孔，如图1.1所示。Fins和plate用extruded aluminum. 每个fan质量流量为0.01kg/s，每个source为33W.根据设计目标，当环境温度为20C时设备的基座不能超过65C。

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图 1.1: 问题描述

步骤 1: 创建一个新的项目

1. 启动 Icepak, 出现下面窗口。

2. 点击 New 打开一个新的 Icepak project.

就会出现下面的窗口：

2

3. 给定一个项目的名称并点击 Create.

(a) 本项目取名为fin,

(b) 点击 Create.

Icepak就会生成一个缺省的机柜，尺寸为 1 m ?1 m ?1 m。 你可以用鼠标

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 ICEP

1， 翅片散热器，受icem和fluent影响，决定先建立几何模型和划分网格，后设置计算模型参数，所以重力选项放到后面。当然，对于风扇的流量和散热元件的功率可以先给出，没有什么问题。对于导入的模型就可以网格设置好了以后再设置流量等参数，用来估计雷诺数。然后设置计算参数（层流或者湍流，湍流模型，迭代初始条件，边界条件等）（这些都在icepak的问题描述里面 Problem setup里面，其中的参数其实就是对fluent面板的一些集中而已）[用过fluent的朋友都知道，先画网格，然后确定是压力求解器还是密度求解器（对于电子设备散热问题都是压力求解器），是定常还是非定常，确定基本的控制方程形式，然后定义是湍流或者是层流，对控制方程进行简化，确定湍流模型，给定流体和固体的属性，定义方程中的参数，给定参考压力（icepak参考压力缺省已经给出为大气压），给定边界条件，然后设置计算参数（方程迭代的一些设置）和初始条件]

2， Plate和block 的区别基本培训78页，中文版导热厚板和块在没有辐射特性时几乎一样，plate是block的简化形式。导热厚板内部导热三维，但是对流和辐射只算两个面。 3， Cab

workbench和mechanical_APDL(ansys)的联合使用

1、mechanical APDL是ANSYS的经典界面，通常所说的ANSYS指的就是这个经典界面，大多数教材介绍ANSYS时也是指这个经典界面。

2、workbench是ANSYS推出的一个CAE软件（比如三维建模软件、流体力学计算软件）整合平台，从字面意思上讲，workbench就是工作台的意思，当特指ANSYS Workbench时指的就是这个软件平台。

3、为什么要推出workbench？因为mechanical APDL与CAE软件的相互交流比较困难，workbench在一定程度上弥补了这样的缺点。

4、在界面布局上相比，mechanical APDL继承的是它的传统风格，与一般的CAE软件（比如AutoCAD、CATIA）不同；workbench的界面则与CAE软件比较像，界面相对更加友好。

5、从功能上来说，两者都能独立的完成有限元分析，但由于软件定位不同，mechanical APDL更像是一个求解器，功能强大；workbench则更注重于不同软件之间的相互沟通，在有限元分析这一块的功能不及前者。 区别有几点：

1、ANSYS WORKBENCH 是一

模型导入问题

关于PROE、ANSYS, ANSYS－ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH，ANSYS－CFX，（均10.0）的相互模型导入的若干问题研究总结

***************大学 ****力学热学电磁学专业 ***********人

前言：

最近对ANSYS的所以产品感兴趣，对ANSYS, ANSYS－ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH，ANSYS－CFX，的模型导入

最近学习ANSYS系列产品，我将我得学习心得贡献给大家，欢迎大家一起交流，我的Email：banhuaiguojob@，

*****************************************************************************************************************

1.ANSYS－CFD,是一个前处理工具，他的建模功能不如ANSYS WORKBENCH,甚至我个人认为不如ANSYS（不可以有命令流），但是ANSYS WORKBENCH不如PROE好使，我的做法是，用PROE建立模型，用CFD划分网格，在再ANSYS中求解结构问题，在ANSYS－CFX求解流

一． CAD形成的线导入ANSYS过程（已用过，可行）

在网上下下载“DXF TO ANSYSY”，很多网站都有，百度可搜索。

1） 将cad画成的线图表文件另存为.dxf格式；

2） 用dxf to ansys 软件打开保存的dxf文件，选择折线后，“确定”，即可生

成可以用于导入ansys的模型命令流； 3） 将命令流文件拷入ansys的命令栏，即可。

二．CAD形成的面导入ANSYS过程（本人还未使用过）

以马蹄形隧道为例说明CAD导入ANSYS的过程。

1）首先将此图划分为5个区域（每个区域由四条线组成），如图1所示

图1

2）运用boundary 命令，对象类型选择面域，并选择拾取点，点击5个区域，使他变成5

个面域，然后回车。如图2.3示

图2 boundary命令的操作页面

图3 boundary命令下产生的5个单元面域

3）选择文件菜单，将文件输出成SAT文件类型并进行保存

图4文件输出，将文件保存成sat格式

4）打开ansys软件

在ansys 软件中将保存的sat文件打开，过程如图5.6所示

图5 在ansys中打开SAT文件

图6 sat文件在ansys中的显示，选择front vie

1.ANSYS中混凝土模式预应力模拟的算例 !简支梁实体与预应力钢筋分析 /PREP7 egjx=2e5 !Ey

agjx=140 !单根钢绞线面积 ehnt=4e4 !Eh

xzxs=1.0e-5 !线胀系数 yjl=200000 !定义预加力 et,1,link8 !定义link8单元 et,2,solid95 !定义solid95单元 r,1,agjx !定义link8单元的面积 r,2 !定义第2种实常数

mp,ex,1,egjx !定义link8单元的弹性模量 mp,prxy,1,0.3 !定义link8单元的泊松系数 mp,alpx,1,1.0e-5 !定义线膨胀系数

mp,ex,2,ehnt !定义solid95单元的弹性模量 mp,prxy,2,0.3 !定义solid95单元的泊松系数 blc4, , ,100,200,3000 !定义梁体 /view,1,1,1,1 !定义ISO查看 /ang,1

vplot !绘制梁体

kwpave,6 !工作平面移动到关键点6

wpoff,-30 !工作平面移动-30mm(X) wprot,0,0,90 !工作平面旋转 vsbw,1 !分割

1.1弹性力学平面问题的分析——带孔平板的有限元分析

1、分析的物理模型 分析结构如下图1-1所示。

图1-1 平面问题的计算分析模型

2、ANSYS分析单元设置 单元设置如下图1-2和图1-3所示。

图1-2 单元设置

图1-3 单元行为选项设置

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3、实常数设置 设置平面问题的厚度为1，过程如下图1-4所示。

图1-4 实常数设置

4、材料属性设置 材料的弹性模量和泊淞比设定如下图1-5所示。

图1-5 材料模型

5、几何建模 先创建一个矩形如下图1-6所示，然后再创建一个圆如图1-7所示。

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图1-6 矩形创建

图1-7 创建圆

进行布尔运算，先选取大的矩形，然后再选取小圆，之后完成布尔减运算，其过程如下图1-8所示。 选取矩形

3

选取小圆

图1-8 执行布尔减运算

运算后结果

6、网格划分 按如下图1-9所示完成单元尺寸设置，设置每个边划分4个单元。之后，按图1-10所示完成单元划分。

图1-9 单元尺寸设置

图1-10 单元划分

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7、模型施加约束和外载

约束施加：先施加X方向固定约束如图1-11所示，再施加Y向位移约束如图1-1

1 k1单元定义单元表命令：

轴向应力（SAXL）列表：ETABLE，SAXL，LS，1 轴向力（MFORX）列表：ETABLE，MFORX，SMISC，1 轴向应变（EPELAXL）：ETABLE，EPELAXL，SMISC，1 2 单元使用总结： 平面桁架：Link1 立体桁架：Link8 二维梁单元：Beam3

平面应力、应变：Plane42/Plane82 三维结构：Solid45

Link1可用于桁架、杆件、弹簧等结构。该元素为二维空间并承受轴向拉力和压力，不受弯矩，每个节点具有X和Y两个方向的自由度。 Beam3--2D弹性梁，是可以承受拉力、压力和力矩的元素。每个节点具有X、Y方向移动和绕Z轴转动3个方向的自由度。

Link8——3D杆件，与Link1具有相同的性质，每个节点具有X、Y、Z三个方向自由度。

Combin14可用于一维、二维、三维空间在纵向或扭转的弹簧-阻尼效果。但纵向作用和扭转不能同时存在，弹簧阻尼元素不具有质量，质量可有MASS21仿真。

Mass21——结构点质量，mass21为点元素，具有X、Y、Z位移与旋转6个方向自由度，不同质量和转动惯量可分别定义于每个坐标系方向。 Plane42——2D实体结构，该元

都是基本资料，公布了： 内容:

-模态分析得到的结果是不是某个方向上的各阶频率啊我要得到各个方向的一阶频率能做到吗

-承是用来支撑要研究的对象把轴承等价为弹簧将其刚度加在对象的节点上这样就要定义刚度的大小在加是否还要定义单元类型然后才能定义其刚度

-处理动力问题如土层地震响应或基础振动反应可否从边界施加加速度荷载, 若可以如何瞬态动力反应分析时间子步为>200?

-板单元的后处理的显示在单元坐标还是在总体坐标? 比如位移,应力

-我现在需分析一个板梁结构板已用SHELL63 单元划分好梁我是用板上的一条线划分单元并添加截面而生成的但现在运算时发现板和梁是分开的它们之间互不影响请教各位高手怎样将板和梁合并为一个整体

-用SHELL63 单元划分的板结构想加垂直于板面的匀布载荷?

-ANSYS 可以自己定义输出格式吗?

-作模态分析时就是集中质量单元和刚度加法?

-我在原有的静态分析的基础上想继续作一下结构的模态分析应该采取那些步骤啊?

-1.在ANSYS 中如何设定小数的有效位数比如我输入的应力值为0.0004495568 而且我的一组数据都是最后几位差别但是ANSYSY 自做聪明把它四舍五入了结果弄的都