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1、ICEPAK学习笔记张永立2010-09-13目录学习Tutorials5算例一：翅片散热5流量单位CFM：5ICEPAK的分析流程：5Peclet数：5网格Peclet数：5注意opening和风扇的边界条件设置：6算例二：RF放大器6射频功率放大器简介：6Wall/Enclosure/Block/Plate的区别：7Wall的内侧（inner）和外侧(Outside)是如何定义的？7Enclosure内部是否有网格，内部是如何定义和处理的？7PCB板的定义（Rack/Board/HeatDissipation/TraceLayers）：7HeatSink的定义尺寸含义：7算例三：风扇位置优
2、化7格栅（Grille）可以定义倾斜角度：7类型为“hollow”的Block内部没有网格：8优化参数的定义：8定义并显示多工况报告（report）：8如何修正风扇模型中P-Q随着海拔高度的变化：8注意network block的用法：9算例四：冷板的模拟（Cold-Plate）9在Block1内部又建立Block2意味着什么？9注意优先级的应用：9算例五：热管模拟9Unpack的应用：9各向异性导热的设置：9嵌套assembly的使用方法：9算例六：协调网格/非协调网格对比10ICEPAK的默认参数设置：10为什么ICEPAK写出的*.res文件不能读入到CFD-Post后处理？10算例七：
3、高级网格划分10建立Assembly实现非连续网格划分时需要注意：10掩膜板划分网格需要注意：11接触热阻和薄导热板的差别是什么？11注意：ICEPAK中不允许两个“thin objects”交叠在一起！12算例八：计算Grille损失系数（批处理/优化）12ICEPAK中多孔板的创建方法：12注意多种批处理的设置和后处理功能：12算例九：两种散热器翅片散热效果（参数开关）12多种散热器对比可以在一个case中通过切换开关来实现：12一个case计算多种散热器模型不需要预先生成网格：12本算例的opening边界没有设置压力边界条件：12算例十：最小化热阻（参数优化）13计算域外延：13新材料
4、的定义：13如何才能激活ICEPAK的优化参数（optimization）？13优化计算的基本步骤：13算例十一：ICEPAK的辐射模型14自然对流最好给定非零速度的初始条件：14辐射模型一：S2S模型14辐射模型二：DO模型14三种计算结果对比：14算例十二：瞬态模拟15定义一个瞬态问题：15随时间变化函数实体的定义方法：15非定常动画：15算例十三：Zoom In功能15注意本算例hollow Block的用法：15Grille的方向问题：15Grille和Resistance的差别：16当所设置的ZoomIn区域和系统中的实体（object）相交时：16关于ZoomIn的详细分析：16直
5、接详细计算和通过ZoomIn详细计算的结果差别比较：16算例十四：IDF导入功能16IDF文件说明：16注意“Group”的应用：17算例十五：CAD导入功能17CAD几何面导入成ICEPAK实体（object）的方法：17Mentor输出文件格式：17Mesher HD网格：17如何查询网格数量和质量？17如何并行计算？17如何重启动计算？17算例十六：PCB板的Trace导入17可以导入Trace的文件格式：17如何能够查询材料库函数的具体物性参数？18ICEPAK是如何根据导入的trace计算热导率的？18PCB实体不能兼容非连续网格：18PCB实体和Block实体有什么区别？18IDF
6、导入的模型划分网格出错：19算例十七：Trace焦耳热19给定局部关心的Trace焦耳热：19计算过程中中途强制停止计算的后果：19算例十八：微电子封装19注意封装库的选择和使用：19注意network类型的Block的设置和结果温度查询方法：20注意探针（probe）的使用：20为什么文本输出和图形显示的最高温度差别很大？20算例十九：多级网格20定义assembly时需要注意：20注意多级网格的用途和用法：21算例二十：BGA封装的Trace导入21注意导入BGA中trace的方法：21计算封装内部的热问题没有流动：21注意本算例自然对流系数的处理方式（不是常数）：21注意Rjc的计算方法
7、：21算例二十一：30所ICEM题目22如何在ICEPAK中实现模拟？22经验技巧总结221.如何把元器件功率导入ICEPAK中？222.应用“two resistor”双热阻模型计算温度不合理的问题233.关于IDF文件的说明244.IDF中间格式如何导入Pro/E245.关于常用EDA软件的介绍246.PADS和Protel文件格式互转287.Protel的数据输入给ICEPAK的方法29学习Tutorials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/MINICEPAK的分析流程：建模模型检查
8、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/ 其中v为特征速度, L为特征长度,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，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，在各个方向的扩散量一样。而对流是有方向性的，输运特征或的分布呈椭圆形状。当Pe时，
9、的输运中几乎没有扩散，全部都是对流。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点处的值几乎对P点处的分布没有影响。因此网格Peclet数越大，上游节点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Pe2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Pe2，则aE将会为负，而这样会导致物理上不真实的解。因此当Pe2时才能保证应用中心差分计算有较高的精度。注意opening和
10、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：测试发现：当风扇类型设置为“exhaust”时，计算结果速度场始终为零，得不到正确的计算结果。这种情况发生时，只需要把初始条件中的速度场设置为非零即可（如：把Velocity z =-0.02 m/s）！算例二：RF放大器射频功率放大器简介：射频功率放大器（RF PA）是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需
11、要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。除此之外，输出中的谐波分量还应该尽可能地小，以避免对其他频道产生干扰。射频功率放大器是对输出功率、激励电平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等问题作综合考虑的电子电路。在发射系统中，射频功率放大器输出功率的范围可以小至mW，大至数kW，但是这是指末级功率放大器的输出功率。为了实现大功率输出，末前级就必须要有足够高的激励功率电平。射频功率放大器的工作频率很高
12、，但相对频带较窄，射频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。射频功率放大器可以按照电流导通角的不同，分为甲（A）、乙（B）、丙（C）三类工作状态。甲类放大器电流的导通角为360，适用于小信号低功率放大，乙类放大器电流的导通角等于180，丙类放大器电流的导通角则小于180。乙类和丙类都适用于大功率工作状态，丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的。射频功率放大器大多工作于丙类，但丙类放大器的电流波形失真太大，只能用于采用调谐回路作为负载谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然接近于正弦波形，失真很小。除了以上几种按照电流导通角分类的工作状态外，还有使电子器件工作于
13、开关状态的丁（D）类放大器和戊（E）类放大器，丁类放大器的效率高于丙类放大器。Wall/Enclosure/Block/Plate的区别：答：Encosure的实质就是由六个Plate的板拼成的。内部封闭空间就是流体区域，所以也会划分网格。Plate的优先级高于Block；另外，在计算辐射时，Plate只计算两个面的辐射，不计算四个侧面的辐射，而Block则要计算6个侧面的辐射。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？答：enclosure内部是有网格的。内部定义成流体区域。PCB板的定义（Rack/Board
14、/HeatDissipation/TraceLayers）：Rack/Board/HeatDissipation/TraceLayers的含义分别是什么？答：其中Rack的功能就是为了方便建立多个PCB板，用copy命令可以达到同样的目的。HeatSink的定义尺寸含义：其中的Base Height是指散热器底部平板厚度，Overall Height是指散热器总高度（即：底板厚度+翅片高度）。算例三：风扇位置优化格栅（Grille）可以定义倾斜角度：答：可以定义倾斜角度。如下图。另外，关于“Resistance type”的类型（为了计算阻力损失），有三种，第一种是用于孔板结构，第二种是用于钢丝网结构。类型为“hollow”的Block内部没有网格：一旦Block定义为“hollow”,则Block内部是不会划分网格的（成为非计算区域）。优化参数的定义：用“$”+变量的形式，可以实现参数化批处理计算。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
