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文档可能无法思考全面，请浏览后下载! ICEPAK学习笔记张永立2010-09-13 / 目录学习Tutorials 5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：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： 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/E 245.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——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：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，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/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随着海拔高度的变化：对于不含风扇的流动热分析，可以直接通过改变空气材料属性即可实现海拔高度对散热的影响，但对于风扇模型性能（P-Q性能）如何修正其随海拔高度的变化特性呢？注意。