ANSYSHFSS与Icepak电热耦合仿真与计算.docx

ANSYS HFSS与ICGPak电热耦合仿真与计算随看通信产品小型化、高空化的发展趋势，越来趣多的射频系统以摸块化的产品形态出现，而高频性能、热性能以及结构性能是八频模块的重要衡量指标；ANSYS射频模块多物理场仿真方案可以协同考虑电磁、热、结构之间的相互效应和影响，为射频模块设计提供一休化仿真方 案本文主要介绍ANSYS HFSS与ICePak软件迸行电磁一热流的耦合仿真在HFSS中计算的金属层模型表面损耗和介质层摸型的体积勰作为热源，导入ICePakHFSS DeSig n中迸行强迫网令的计算，使用HFSS与ICePalC逬行电热单向耦合计算的流程如图所示:1Qd GeOInetry 7 .・2>23GeOf netry6t SetLP弋“Qd SOIUtiOn 7 <、/、ICePak/nR ICePak1、ANSYS HFSS的设置与计算首先使用HFSS对模型进行材料、边界和 励条件以及求解条｛櫛设置，计算金属层模 型妾面损 耗和介质层模型的休积损耗，作为Icepak的热源休积功率的损耗，包括貝有线性材料特性的物体 的欧姆损耗、电介质损耗及磁损耗(需要到物体内部逬行求解)•其表达式为Pv = fRe(E・r + jwB・ l「)表面功率损耗是由所有夕卜在的及内在的表面阻抗边界条件所弓I起的，其表达式为PS =扌 Re(EXH ・)外在的表面阻抗边界条件包括有限导体边界条件、阻诜边界条件、层间阻抗边界条件、隼总RLC边界 条件、不对内部求解的导体。

电磁计算后可以诵过结果后处理查看金属层与介质层的根耗分布，i甬过场计算器，可以计算总的损耗值GUOEUrry「Point「LJnQ<• SUnO*C* VOlUmeC* COOrdaivt3OK AllobjIfi diel• "atr・ c GIObeJXr4 QlobaJxZ QIObaJ:VZ Qr>d_g>lone1 MBCrQOUIP_1T ClGO Ponl POtlZ ROIertiwCSI:>CTRelaIVoCSI :X2 ReIal4vaCSl VZOHrWR・ C.CanCel Vl5efupi IaStAaaP(IVeP MPhw&Sm)MegLHMXAMjhwe(Svn 1MOgLAdMx" J jPhegfmMOXJWvlPAXJ>MPh>2m 1Moq. JmPA>xz%Fho%e<5mv>Narr3 SNCmeMdSagToUbrvy LOadFfOfnSd SurtaoeLM6D・ o(lyC%o^OMQW*5TangetriNcnndUMg 土XFMm 上Zwl ■■■III2 DeSignmOdeler的设置与更新v只有通过ANSYS WOrkbenCh平台才可以逬行HFSS与ICePak逬行耦合仿真，将HFSS中的模型 A Geometry中 通过DeSignmOdeler对模型逬行处理转化为ICePak可以接受的格式。

3、ANSYS ICePak的设置与计算rTpPr* Yu・ v7M0l・rm>tr.i-C41MI 40»))HIMMIIhMi*在WOrkbenCh平台下，把HFSS中的模型和求解的损耗结果导入ICePak中，设置计算区域，冈冷的方式与风速，模型材料，然后进行网格的划分，最后进行求解.在求解过程中可实时查看残差曲线及监控点曲线，在结果的后处理中可以显示切面的溫度云图，溫度的不均匀主要是由于勰的不均匀弓I起的在SUmmary report的界面下，可以统计器件的损耗值，比较HFSS与ICePaI C计算的裁数值，二者相同足以说明，通过ANSYS WOrkbenCh平台可以使用HFSS与ICePak进行电磁-热流的精确耦合模拟计算B： S% m%AU4・ TWnd7l'・T・ IHtx 厂11 1Cu4oo-viux)io IrW 72 201 KUy 6毁)CtMl6⑻68$625J■ Km141777 "“I 」4%1JRepor( SUmmary dataObieCt SeCtiOn SideSValUeTotalArea/VOlUmeMeShVtaSUbStrateAlAIIHeatflow(W)0.241902KKg4Qg^yE3UrFuTiOUterlAIAlIHeatflow(W)0.697266 POOoO35O2O9 m2 FUl▼如果进行HFSS与ICePak的双向耦合计算f需要在HFSS中将摸型的材料设置为温度的函数。

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