Icepak培訓教程參考模板

1、目 錄1.1什么是Icepak? . 21.2程序結(jié)構(gòu). 21.3軟件功能. 3練習1 翅片散熱器.6練習2 輻射的塊和板.41練習3 瞬態(tài)分析.56練習4 筆記本電腦.75練習5 修改的筆記本電腦.104練習6 由IGES導入的發(fā)熱板模型.114練習7 非連續(xù)網(wǎng)格.138練習8 Zoom-in建模.1490 / 1781.1 什么是Icepak? Icepak 是強大的 CAE 仿真軟件工具，它能夠?qū)﹄娮赢a(chǎn)品的傳熱，流動進行模擬，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量，大量縮短產(chǎn)品的上市時間。 Icepak 能夠計算部件級，板級和系統(tǒng)級的問題。它能夠幫助工程師完成用試驗不可能實現(xiàn)的情況，能夠監(jiān)控到無法測量的位置

2、的數(shù)據(jù)。Icepak 采用的是 FLUENT 計算流體動力學 (CFD) 求解引擎。該求解器能夠完成靈活的網(wǎng)格劃分，能夠利用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格求解復雜幾何問題。多點離散求解算法能夠加速求解時間。Icepak 提供了其它商用熱分析軟件不具備的特點，這些特點包括： 圖 1.2.1: 軟件架構(gòu)· 非矩形設(shè)備的精確模擬· 接觸熱阻模擬· 各向異性導熱率· 非線性風扇曲線· 集中參數(shù)散熱器· 外部熱交換器· 輻射角系數(shù)的自動計算1.2 程序結(jié)構(gòu) Icepak 軟件包包含如下內(nèi)容: · Icepak, 建模，網(wǎng)格和后處理工具

3、3; FLUENT, 求解器Icepak 本身擁有強大的建模功能。你也可以從其它 CAD 和 CAE 軟件包輸入模型. Icepak 然后為你的模型做網(wǎng)格, 網(wǎng)格通過后就是進行CFD求解。計算結(jié)果可以在Icepak中顯示, 如圖 1.2.1所示. 1.3 軟件功能 所有的功能均在Icepak 界面下完成。 1.3.1 總述 · 鼠標控制的用戶界面 o 鼠標就能控制模型的位置，移動及改變大小 o 誤差檢查 · 靈活的量綱定義 · 幾何輸入IGES, STEP, IDF, 和 DXF格式 · 庫功能 · 在線幫助和文檔 o 完全的超文本在線幫助 (

4、包括理論和練習冊) · 支持平臺o UNIX 工作站o Windows NT 4.0/2000/XP 的PC機1.3.2 建模 · 基于對象的建模 o cabinets 機柜o networks 網(wǎng)絡(luò)模型o heat exchangers 熱交換器o wires 線o openings 開孔o grilles 過濾網(wǎng)o sources 熱源o printed circuit boards (PCBs) PCB板o enclosures 腔體o plates 板o walls 壁o blocks 塊o fans (with hubs) 風扇o blowers 離心風機o re

5、sistances 阻尼o heat sinks 散熱器o packages 封裝· macros 宏o JEDEC test chambers JEDEC試驗室o printed circuit board (PCB) o ducts 管道o compact models for heat sinks 簡化的散熱器· 2D object shapes 2D模型o rectangular 矩形o circular 圓形o inclined 斜板o polygon 多邊形板· complex 3D object shapes 3D模型o prisms 四面體o cy

6、linders 圓柱o ellipsoids 橢圓柱o elliptical and concentric cylinders 橢圓柱o prisms of polygonal and varying cross-section 多面體o ducts of arbitrary cross-section 任意形狀的管道1.3.3 網(wǎng)格· 自動非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成o 六面體，四面體，五面體及混合網(wǎng)格 · 網(wǎng)格控制o 粗網(wǎng)格生成o 細網(wǎng)格生成o 網(wǎng)格檢查o 非連續(xù)網(wǎng)格1.3.4 材料 · 綜合的材料物性數(shù)據(jù)庫· 各向異性材料· 屬性隨溫度變化的材料1.

7、3.5 物理模型· 層流/湍流模型· 穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)分析· 強迫對流/自然對流/混合對流· 傳導· 流固耦合· 輻射· 體積阻力· 混合長度方程（0-方程）, 雙方程(標準 - 方程), RNG - , 增強雙方程 (標準 - 帶有增強壁面處理), 或Spalart-Allmaras 湍流模型 · 接觸阻尼· 體積阻力模型 · 非線性風扇曲線· 集中參數(shù)的fans, resistances, and grilles 1.3.6 邊界條件· 壁和表面邊界條件：熱流密度,

8、溫度, 傳熱系數(shù), 輻射,和對稱邊界條件· 開孔和過濾網(wǎng) · 風扇 · 熱交換器 · 時間相關(guān)和溫度相關(guān)的熱源 · 隨時間變化的環(huán)境溫度 1.3.7求解引擎對于求解器FLUENT,是采用的有限體積算法。 有如下特點： · 多點離散算法來縮短求解時間 · 選擇一階迎風格式或高階格式來提高精度 1.3.8 可視化后處理· 3D 建模和后處理 · 可視化速度向量，云圖，粒子，網(wǎng)格，切面和等值面 · 點示蹤和XY 圖表 · 速度，溫度，壓力，熱流密度，傳熱系數(shù)，熱流，湍流參數(shù)等云圖 ·

9、; 速度，溫度，壓力最大值 · 粒子動畫 · 瞬態(tài)動畫 · 切面動畫 · 輸出為AVI, MPEG, FLI, 及 GIF動畫 格式 1.3.9 報告· 寫出用戶定義的ASCII 文件 (如熱流密度，質(zhì)量流量，傳熱系數(shù)等) · 任何點的時間歷程 · 求解過程中點的監(jiān)控 · 報告風扇工作點 · 直接輸出到打印機，格式如下： o color, gray-scale, or monochrome PostScript o PPM o TIFF o GIF o JPEG o VRML o MPEG movies

10、o AVI movies o FLI movies o animated GIF movies 1.3.10 應用Icepak有著廣泛的工程應用，如： · 計算機機箱· 通信設(shè)備· 芯片，封裝和PCB板· 系統(tǒng)模擬· 散熱器· 數(shù)字風洞· 熱管模擬練習1 翅片散熱器介紹 本練習顯示了如何用Icepak做一個翅片散熱器。通過這個練習你可以了解到：· 打開一個新的project· 建立blocks, openings, fans, sources, plates, walls· 包括gravity的

11、效應,湍流模擬· 改變?nèi)笔〔牧?#183; 定義網(wǎng)格參數(shù)· 求解· 顯示計算結(jié)果云圖，向量和切面問題描述機柜包含5個高功率的設(shè)備（密封在一個腔體內(nèi)），一塊背板plate，10個翅片fins，三個fans, 和一個自由開孔，如圖1.1所示。Fins和plate用extruded aluminum. 每個fan質(zhì)量流量為0.01kg/s，每個source為33W.根據(jù)設(shè)計目標，當環(huán)境溫度為20C時設(shè)備的基座不能超過65C。圖 1.1: 問題描述步驟 1: 創(chuàng)建一個新的項目 1. 啟動 Icepak, 出現(xiàn)下面窗口。2. 點擊 New 打開一個新的 Icepak pro

12、ject. 就會出現(xiàn)下面的窗口：3. 給定一個項目的名稱并點擊 Create. (a) 本項目取名為fin,(b) 點擊 Create. Icepak就會生成一個缺省的機柜，尺寸為 1 m ´1 m ´1 m。你可以用鼠標左鍵旋轉(zhuǎn)機柜，或用中鍵平移，右鍵放大/縮小。還可以用Home position 回來原始狀態(tài)。 4. 修改problem定義，包括重力選項。Problem setup Basic parameters (a) 打開 Gravity vector 選項，保持缺省值。(b) 保持其它缺省設(shè)置。(c) 點擊Accept保存設(shè)置。 步驟 2: 建立模型 建模之前，

13、你首先要改變機柜的大小。然后建立一塊背板和開孔，接下來就是建立風扇，翅片和發(fā)熱設(shè)備。1. 改變機柜大小，在 Cabinet 窗口下. Model Cabinet 另外：你也可以打開Cabinet面板 ，通過點擊Edit 窗口.(a) 在 Cabinet 面板下, 點擊 Geometry. (b) 在Location下, 輸入下面的坐標: xS-0.025 xE0.075yS0 yE0.25zS0 zE0.356(c) 點擊 Done. (d) 點擊 Scale to fit 來看整個繪圖窗口。另外: 你也可以點擊 button. 2. 建立背板該plate 是0.

14、006 m 厚并將Cabinet分成兩個區(qū)域:設(shè)備一面 (high-power devices 在這一面的腔體內(nèi)) 和 翅片一面 (fins的那一面). 背板在這里是用block來描述. (a) 點擊 button生成一個block. Icepak 將生成一個新的block并放在cabinet的中央. 你需要改變block的大小。(b) 點擊 button 來打開 Blocks 面板. (c) 點擊 Geometry. (d) 輸入下面坐標：xS0 xE0.006yS0 yE0.25zS0 zE0.356(e) 點擊 Done. 3. 建立自由開孔 (a

15、) 點擊 button生成一個opening. Icepak 將創(chuàng)建一個矩形的自由開孔并在- 平面. 你只需要改變opening的大小即可. (b) 點擊 button打開 Openings 面板. (c) 點擊Geometry.(d) 輸入如下坐標：xS0.006 xE0.075yS0 yE0.25zS0.356 zE-(e) 點擊 Done. 4. 建立第一個風扇：每一個風扇在位置上是相關(guān)的，你只需要建立一個，并copy出其它兩個即可。位置是在Y方向有一個給定的offset。(a) 點擊 button來創(chuàng)建一個新的fan. Icepak 將生成一個在X-Y平面

16、上的圓形風扇. 你需要改變其大小并指定其質(zhì)量流量. (b) 點擊 button 來打開Fans面板. (c) 點擊 Geometry. (d) 輸入如下坐標：xC0.04yC0.0475zC0(e) 輸入外徑為0.03 ( Radius), 內(nèi)徑0.01 ( Int Radius). (f) 點擊 Properties. (g) 保持風扇類型為intake. (h) 在Fan flow下, 選擇 Fixed 及 Mass. 輸入質(zhì)量流量為 0.01 kg/s. (i) 點擊 Done. 5. 拷貝第一個風扇 ( fan.1) 來創(chuàng)建第二個和第三個風扇 ( fan.1.1 and fa

17、n.1.2). (a) 在Model manager 窗口下, 選擇 fan.1. (b) 點擊 button. Copy窗口打開。. (c) 輸入 2 作為需要拷貝的數(shù)目 Number of copies. (d) 打開Translate 選項并輸入 Y offset 為 0.0775. (e) 點擊Apply. Icepak 將創(chuàng)建兩個同樣的風扇，其間距為Y方向 0.0775 m. 6. 創(chuàng)建第一個 high-power device. 就象風扇一樣，每個device也是位置上相關(guān)的, 要生成5個devices, 你需要先建立一個，并在Y方向拷貝即可。 (a) 點擊 button

18、 生成一個熱源. Icepak 將在cabinet中心生成一個矩形的 source. 你需要改變其幾何尺寸并給定功耗. (b) 點擊 button 打開 Sources 面板. (c) 點擊 Geometry. (d) 保持缺省設(shè)置為矩形 (e) 在Plane 下拉菜單, 選擇 Y-Z. (f) 輸入如下坐標xS0 xE-yS0.0315 yE0.0385zS0.1805 zE0.2005(g) 點擊 Properties. (h) 在 Heat source parameters下, 設(shè)置 Total heat 為 33 W. (i) 點擊 Done.

19、 7. 拷貝第一個device ( source.1) 來生成其它四個 ( source.1.1, source.1.2, source.1.3, and source.1.4). (a) 在Model manager 窗口下, 選定 source.1. (b) 點擊 button. (c) 和前面復制風扇同樣的步驟，在Y方向輸入offset 0.045 m. 8. 建立第一個fin如風扇和設(shè)備一個，每一個翅片也是在位置上相關(guān)的，要建立這10個翅片，你需要先建立一個并在Y方向拷貝出其它9個。 (a) 點擊 button 生成一個plate. Icepak 將生成一個X-Y平面的矩形p

20、late. 你需要改變它的方向，大小和物性參數(shù)。 (b) 點擊 button 打開 Plates面板. (c) 點擊 Geometry. (d) 在在Plane 下拉菜單, 選擇 X-Z(e) 輸入如下坐標：xS0.006 xE0.075yS0.0125 yE-zS0.05 zE0.331(f) 點擊Properties. (g) 在 Thermal model下, 選擇 Conducting thick. (h) 設(shè)置 Thickness 為 0.0025 m. (i) 保持 default 設(shè)置為 Solid material. 由于缺省材料為鋁擠型

21、材，你不需要改變它的材料. (j) 點擊 Done. 9. 拷貝第一個fin( plate.1) 來生成其它9個 fins ( plate.1.1, plate.1.2, , plate.1.9). (a) 在 Model manager 窗口下, 選擇 plate.1. (b) 點擊 button. (c) 參照上述拷貝風扇的步驟，給Y offset 輸入 0.025 m 來生成 9 個fins. 10. 建立設(shè)備的腔體該腔體是由5個矩形的walls組成。 (a) 點擊 button 來生成wall. Icepak 將在X-Y平面生成矩形wall. 需要改變它的位置，大小及物性參數(shù)

22、. (b) 點擊 button 來打開 Walls 面板. (c) 點擊 Geometry. (d) 輸入如下坐標：xS0 xE-0.025yS0 yE0.25zS0 zE-(e) 點擊 Properties. (f) 在Thermal data下, 選擇 External conditions 并點擊 Edit button. 這時 Wall external thermal conditions 面板將打開. i. 打開 Heat trans coeff 選項, 指定 heat transfer coeff 為 15 W/K-m . ii. 點擊Do

23、ne. (g) 點擊Update. (h) 在 Walls 面板下點擊 New，并生成第二個wall ( wall.2): · Plane: X-Y · Start/end: xS0 xE-0.025yS0 yE0.25zS0.356 zE-· Thermal data: External conditions, Heat trans coeff = 15 ! 記住每做完一次修改要點擊 Update。 (i) 重復上述步驟建立 wall.3, wall.4, and wall.5,用下面的參數(shù): · wall.3: o Pl

24、ane: X-Z o Start/end: xS0 xE-0.025yS0 yE-zS0 zE0.356o Thermal data: External conditions, Heat trans coeff = 15 · wall.4: o Plane: X-Z o Start/end: xS0 xE-0.025yS0.25 yE-zS0 zE0.356o Thermal data: External conditions, Heat trans coeff = 15 · wall.5: o Plane: Y-

25、Z o Start/end: xS-0.025 xE-yS0 yE0.25zS0 zE0.356o Thermal data: External conditions, Heat trans coeff = 15 (j) 定義完5塊wall之后，點擊 Done.如圖  1.2, 如示。 Isometric view (也可點擊 button來看該示圖). 圖 1.2: 翅片散熱器的完整模型11. 檢查模型確認沒有問題 （如, 物體間距太近會影響網(wǎng)格網(wǎng)格). Model Check model 你也可以點擊 button來檢查模型。 如果所有的偏差都滿足要

26、求,Icepak 會在 Message窗口下給出 0 problems。12. 檢查物體定義Edit Summary Icepak將列出所有物體的參數(shù). 你可以檢查并點擊Done 來確認. 如果你發(fā)現(xiàn)問題你也可以在這里改變。 步驟 3: 網(wǎng)格生成你將通過2步來生成網(wǎng)格。首先你會生成粗網(wǎng)格coarse mesh并檢查網(wǎng)格來確認什么地方的網(wǎng)格需要加密. 然后加密網(wǎng)格并再次顯示網(wǎng)格。 Model Generate Mesh 另外: 你可以點擊 button, 打開 Mesh control 面板. 1. 生成粗網(wǎng)格（最小數(shù)目的網(wǎng)格）(a) 在Mesh control 面板里, 選擇 Coarse.

27、Icepak 就會將網(wǎng)格設(shè)置改變?yōu)榇志W(wǎng)格的設(shè)置，在上面的面板里有顯示。 (b) 設(shè)置 Max X size to 0.01, the Max Y size to 0.01, and the Max Z size to 0.02. (c) 點擊 Generate mesh 按鈕來生成粗網(wǎng)格. Icepak 將會報告模型中物體間最小間距小于最小物體尺寸的10%.你可以中止網(wǎng)格劃分，忽略提示或改變值。 (d) 點擊 Change value and mesh 繼續(xù)生成網(wǎng)格。2. 檢查網(wǎng)格 (a) 點擊 Display. (b) 打開 Cut plane 選項. (c) 在 Set position

28、選項中, 選擇 Point and normal. (d) 設(shè)置 ( PX, PY, PZ) 為 ( 0.025, 0, 0)及 ( NX, NY, NZ)為 ( 1, 0, 0). 該設(shè)置會使網(wǎng)格在Y-Z平面通過點(0.025, 0, 0)來顯示網(wǎng)格. (e) 打開 Display mesh 選項. 網(wǎng)格顯示垂直翅片，與devices方向一致, 如圖  1.3所示. 圖 1.3:Y-Z平面的粗網(wǎng)格(f) 用滑動鈕來改變切面的位置?？梢园l(fā)現(xiàn)翅片中的網(wǎng)格太大，不足以解決該問題。下一步即是要細化網(wǎng)格。3. 生成細網(wǎng)格(a) 點擊Generate . (b) 在 Global settin

29、gs下, Mesh parameters選項中選擇 Normal Icepak將自動更新網(wǎng)格劃分的設(shè)置。 (c) 打開 Object params 選項并點擊 Edit. Icepak 將打開 Per-object meshing parameters面板, 這里你可以改變每個物體的網(wǎng)格設(shè)置。. (d) 設(shè)定所有plates的網(wǎng)格i. 在Per-object meshing parameters 面板, 點擊 plate.1, 按住 <Shift> key, 并點擊 plate.1.9 來選擇所有的plates. Icepak 將顯示所有plate的網(wǎng)格信息。ii. 打開Use p

30、er-object parameters 選項. iii. 打開 Low end height 及 High end height, 將Requested一欄都設(shè)定為 0.004. 該設(shè)定使得所有plate外圍的每一層網(wǎng)格的高度為0.004 m。(e) 設(shè)定所有sources的網(wǎng)格i. 如上選擇所有plates一樣，選擇所有sources.ii. 打開Use per-object parameters 選項.iii. 打開 Y count 及 Z count, 將Requested一欄分別設(shè)定為3 和 4。 該設(shè)定確定了source在每一個方向的網(wǎng)格數(shù) (f) 在 Per-objec

31、t meshing parameters 面板下, 點擊 Done 來保存設(shè)置。(g) 點擊 Generate mesh button 來生成細網(wǎng)格。4. 檢查新網(wǎng)格繪圖區(qū)域?qū)⒆詣语@示新網(wǎng)格，如圖1.4所示。點擊 Display并應用滑動鈕來顯示細網(wǎng)格。 圖 1.4: - 平面的細網(wǎng)格5. 關(guān)閉網(wǎng)格顯示。(a) 點擊 Display. (b) 關(guān)閉 Display mesh 選項. (c) 點擊 Close 來關(guān)閉 Mesh control 面板. 步驟 4: 檢查氣流在求解之前，你應該首先估算Reynolds 和 Peclet 數(shù)來確定是采用哪種流動方程。1. 檢查Reynolds 和 Pe

32、clet 數(shù). Solution settings Basic settings (a) 點擊 Reset按鈕. (b) 檢查Message 窗口里的信息. 得到的Reynolds 和 Peclet 數(shù)分別是13,000 和 9,000, 所以應該是turbulent. Icepak 將建議選擇turbulent. (c) 點擊 Accept. 2. 激活 turbulence modeling（湍流模型）. Problem setup Basic parameters (a) 在 Basic parameters 面板里, 在Flow regime一欄選擇 Turbulent. (b) 保持

33、缺省 Zero equation turbulence model. (c) 點擊 Accept 保存設(shè)置. 3. 返回 Basic settings 面板并點擊 Reset 及 Accept. 步驟 5: 保存文件 Icepak 將在你求解之前自動保存模型,但是建議你自己也保存一次. 如果你在求解前退出Icepak, 你可以在下一次再打開你的項目再求解。（如果你求解了,Icepak 將簡單地覆蓋你保存的模型。) File Save project 步驟 6: 求解計算 1. 開始求解Solve Run solution 注意點擊 button. 2. 保持缺省設(shè)置不變。3. 點擊 Start

34、 solution 來啟動求解器. Icepak將開始求解，一個新的窗口將會出現(xiàn)。它顯示了計算的殘差。 Icepak 也會打開 Monitor 窗口，來顯示收斂過程。求解完成后，你的殘差曲線會象圖  1.5所示. Continuity 殘差沒有完全收斂，但是因為它已非常接近 而且其它都低于該值，你可以認為收斂了。注意到在不同的計算機該曲線會略有不同, 所以你的曲線不會同圖  1.5完全一樣. 圖 1.5: 殘差曲線4. 點擊 Done 來關(guān)閉 Monitor 窗口. 步驟 7: 檢查結(jié)果 本練習的目標是確定和散熱器氣流，傳熱相關(guān)的(fans, fins)是不是足夠保證設(shè)備的

35、最高溫度不高于 65 C. 你可以通過檢查結(jié)果來完成這一目標。 1. 顯示速度向量切面Post Plane cut 另外: 你也可以通過點擊 button 來打開 Plane cut面板. (a) 在 Name 欄, 輸入切面的名稱. (b) 在Set position 欄, 選擇 Point and normal. (c) 設(shè)定( PX, PY, PZ) 為 ( 0.04, 0, 0), 及 ( NX, NY, NZ) 為 ( 1, 0, 0). 該定義是在Y-Z平面做了一個通過點(0.04, 0, 0)的切面. (d) 打開 Show vectors 選項. (e) 點擊 Create.

36、(f) 在 Orient 菜單下, 選擇 Orient positive X. 這樣得到的示圖如圖1.6所示. 你可以看出是大的氣流速度出現(xiàn)在風扇葉片的位置. 最低速度出現(xiàn)在翅片與壁面之間. 另外: 你也可以通過點擊 button選擇方向. 圖 1.6: Y-Z切面的速度矢量(g) 在 Plane cut 面板里, 點擊 Active 選擇來關(guān)閉顯示. 這將暫時地關(guān)閉顯示, 這樣你可以很方便地做另一個后處理顯示. 2. 顯示溫度云圖(a)在 Plane cut 面板下，點擊 New. (b) 在 Name 欄輸入, 名稱. (c) 用剛才同樣的切面位置(d) 打開 Show contours

37、選項并點擊 Parameters. 這樣 Plane cut contours 面板將被打開。 (e) 保持缺省設(shè)置Temperature 選項(f) 對于Shading options, 保持 Banded選項. (g) 對于Color levels, 選擇 Calculated 及 This object 選項. Icepak 將給出該切面的云圖溫度范圍。. (h) 點擊 Done.圖上將顯示溫度云圖。如圖1.7 所示. 圖 1.7: Y-Z切面的溫度云圖(i) 在 Plane cut 面板里, 點擊 Active 選項關(guān)閉顯示. 3. 顯示速度向量及壓力云圖(a) 在Plane cut面

38、板下點擊 New. (b) 在 Name 欄, 輸入名稱. (c) 取與上面同樣的平面位置。(d) 打開 Show vectors. (e) 顯示壓力云圖i. 打開 Show contours 選項并點擊 Parameters. Plane cut contours 面板打開. ii. 在 Plane cut contours 面板下, 在Contours一欄選擇 Pressure. 提示: 點擊三角鍵打開Contours的下拉菜單. iii. 對于 Shading options, 保持缺省 Banded. iv. 對于 Color levels, 選擇 Calculated 及 This

39、object. v. 點擊 Done. 該示圖將顯示出壓力云圖及速度向量圖。 圖  1.8 顯示出高壓力區(qū)在風扇的下游，局部最大值出現(xiàn)在翅片上游的頂部. 圖 1.8:壓力云圖和速度矢量圖(f) 在 Plane cut 面板下, 點擊 Active 來關(guān)閉顯示. 4. 用溫度的顏色來顯示腔體區(qū)域的速度向量(a) 在Plane cut面板下點擊 New. (b) 給出名稱 Name. (c) 在 Set position 下選擇 Point and normal. (d) 給出 ( PX, PY, PZ) 為 ( -0.01, 0, 0), 及 ( NX, NY, NZ) 為 ( 1,

40、0, 0). (e) 打開 Show vectors 選項并點擊 Parameters. Plane cut vectors 面板打開. (f) 在 Color by 下拉菜單, 選擇 Scalar variable, 保持 Color variable 里的 Temperature. (g) 對于 Compute color based on, 選擇 This object. (h) 點擊 Done. 圖  1.9 顯示了在熱源腔體內(nèi)有一個大的對流?？諝庠陲L扇一側(cè)下降，在熱源位置上升。最高溫度出現(xiàn)在最上面的熱源。 圖 1.9: 以溫度標識顏色的速度矢量圖(i) 在 Plane cu

41、t 面板下, 點擊 Active 選項，然后點擊 Done. 5. 顯示5個熱源的溫度云圖Post Object face 另外: 你可以點擊button打開Object face 面板. (a) 輸入 Name. (b) 在Object type 中, 點擊 source.1, 按住 <Shift> key, 點擊 source.1.4 來選擇所有的sources, 點擊 Accept button. (c) 打開 Show contours 選項及 Parameters. 這樣 Object face contours 面板打開. (d) 在Object face contou

42、rs面板里,保持 Contours of下拉菜單里的 Temperature . (e) 對于Shading options, 保持 Banded. (f) 對于Color levels, 選擇 Calculated 及 This object. (g) 點擊 Done. 示圖將更新為sources的溫度云圖. (h) 用你的鼠標右鍵放大/縮小來看示圖圖 1.10 顯示了5個熱源的溫度分布云圖。幾個熱源的溫度分布比較相似：中心溫度高，四周溫度低。中間的那個熱源溫度比較高。頂部和底部的熱源溫度分布接近，另外兩個也是。 圖 1.10: 五個熱源上的溫度云圖(i) 在Object face 面析下,

43、 關(guān)閉 Active 選項. 6. 顯示背板的溫度云圖(a)在 Object face 面板下點擊 New. (b) 給出名稱face-tempblock. (c) 在 Object 下拉菜單, 選擇block.1并點擊 Accept. (d) 打開Show contours 選項并點擊 Parameters. Object face contours 面板打開. (e) 在 Object face contours 面板下,保持Contours of下拉菜單里的 Temperature. (f) 對于Contour options, 不選 Solid 而選 Line. (g) 對于Level

44、 spacing, 選擇 Fixed 并設(shè)置 Number 為 200. (h) 對于Color levels, 選擇 Calculated 及 This object. (i) 點擊Done. 圖中顯示出block的溫度云圖。圖  1.11 可以看出溫度熱點在熱源的附件。最高溫度出現(xiàn)在三個中間的熱源周圍。 圖 1.11: 背板上的溫度云圖總結(jié) 在該練習中，你建立并求解了一個模型。為了確定給定的散熱器保持熱源65 C情況的能力。 后處理結(jié)果顯示最高溫度為53 C, 顯示了該散熱器足以冷卻這些熱源。 附加練習 為了確定中間一個風扇失效情況下，散熱器的效果，不激活(deactive)中間

45、的風扇，即fan.1.1, 重新做網(wǎng)格, 用不同的ID再求解一次并檢查結(jié)果. 練習2 輻射的塊和板簡介介紹：本練習演示了如何模擬輻射傳熱。首先你求解一個沒有考慮輻射的問題，然后再求解一個考慮輻射的問題。目的是比較輻射的效果。在這個練習中你能夠?qū)W到： · 建立新的實體材料· 模擬輻射效果· 改變求解的迭代次數(shù)· 建立組· 完成多工況的后處理問題描述 本問題(如 2.1所示) 包含一塊板和一個導熱的實體塊，自然散熱。塊是方的，厚度為0.005 m, 功耗5 W. 它放置在一個 0.002 m ´0.2

46、0;m ´0.3 m 的板上. 機柜內(nèi)部物體的輻射率為1. 圖 2.1: 問題描述步驟 1: 打開和定義一個新的項目 1. 啟動Icepak, 當 Icepak 啟動后, the New/existing 面板自動出現(xiàn). 2. 點擊 New. New project 面板出現(xiàn). 3. 給定一個項目名稱(a) 給出名稱為radiation. (b) 點擊 Create. Icepak 就會生成一個1 m ´1 m ´1 m的機柜。你可以用鼠標左鍵旋轉(zhuǎn)機柜，或用中鍵平移，右鍵放大/縮小。還可以用Home position 回來原始狀態(tài)。 4. 改變問題設(shè)置P

47、roblem setup Basic parameters (a) 打開重力開關(guān)Gravity vector 并保持缺省設(shè)置。(b) 點擊Accept 保存新設(shè)置。 步驟 2: 建立模型建模之前，你需要首先改變機柜的大小。然后你建立導熱實體block, the plate, two openings, and two walls. 1. 改變機柜大小Model Cabinet 雙擊Cabinet 顯示出 Cabinet 面板. 你也可以通過點擊button 實現(xiàn)。(a) 在 Cabinet面板里, 點擊 Geometry. (b) 輸入如下坐標：xS0 xE0.15yS0 

48、yE0.3zS0 zE0.2(c) 點擊 Update 及 Done 來關(guān)閉窗口. (d) 在 Orient 菜單里, 選擇 Scale to fit. 2. 建立導熱block. (a) 點擊 button 建立一個新的block, 點擊 button 打開 Blocks 面板. Icepak 將在機柜的中心生成一個新的block. 你需要改變block的尺寸及物性. (b) 點擊 Geometry . (c) 輸入如下坐標：xS0.075 xE0.08yS0.13 yE0.17zS0.08 zE0.12(d) 點擊 Properties . (e)

49、對于Block type, 保持 Solid. (f) 給定材料i. 在 Thermal specification下,在 Solid material 下拉菜單里選擇 Create material. 提示: 點擊在 Solid material旁邊的 button,打開下拉菜單. The Materials面板打開. ii. 點擊 Properties. iii. 點擊在 Conductivity旁邊的Edit按鈕. Temperature dependent solid conductivity 面板將打開. iv. 輸入一個定值 Constant 為148 W/m-K 并點擊

50、 Accept. v. 點擊 Done 密度（ density ）和熱容（specific heat）在計算中用不到，所以用缺省值就可以了。但是這兩個值在計算瞬態(tài)（transient）問題時需要。 這樣 Blocks 面板里就將 Solid material 改為 block.1 solid_material. (g) 設(shè)定Total power 為 5 W. (h) 點擊 Done 來保存設(shè)置. 3. 建立plate (a) 點擊 button 建立一個新的plate, 點擊 button 打開 Plates 面板. 你需要改變plate的方向，尺寸及物性. (b) 點擊 Geom

51、etry . (c) 點擊 Plane 下拉菜單, 選擇 Y-Z. (d) 輸入如下坐標：xS0.073 xE-yS0 yE0.3zS0 zE0.2(e) 點擊 Properties . (f) 在 Thermal model菜單下, 選擇 Conducting thick. (g) 輸入 Thickness 為 0.002 m. (h) 設(shè)定一個新的材料給platei. 在 Solid material 下拉菜單中, 選擇 Create material. ii. 在 Materials 面板中, 選擇 Properties . iii. 點擊Cond

52、uctivity邊上的 Edit button. The Temperature dependent solid conductivity 面板出現(xiàn). iv. 輸入一個定值0.3 W/m-K 并 Accept. v. 點擊Materials 面板里的Done. Plates 面板將會顯示Solid material 為 plate.1 sol_material. (i) 保持 Total power 為0 W. (j) 點擊Done保存 Plates 設(shè)置. 4. 建立第一個opening. 因為兩個 openings 位置相關(guān)，你可以生成一個并拷貝生成另一個. (a) 點

53、擊 button, 及 button 來打開 Openings 面板. 你可以在此面板下改變opening的方向及尺寸. (b) 點擊 Geometry . (c) 在 Plane下拉菜單中, 選擇 X-Z. (d) 輸入如下坐標：xS0 xE0.15yS0 yE-zS0 zE0.2(e) 點擊 Done 保存Openings設(shè)置. 5. copy第一個opening ( opening.1) 來生成第二個( opening.1.1). (a) 選擇opening.1 (b) 點擊 button. (c) 保持Number of copies為1 (d) 打開Tr

54、anslate 選項并設(shè)定 Y offset 為 0.3. (e) 點擊 Apply. Icepak 就生成了第二個 opening.1.1. 6. 建立第一個 wall. (a) 點擊 button, 及 button來打開 Walls 面板. Icepak 將在X-Y平面建立一個矩形的wall. 你需要改變wall的方向，尺寸及物性. (b) 點擊 Geometry . (c) 在 Plane 的下拉菜單中, 選擇 Y-Z. (d) 輸入如下坐標：xS0 xE-yS0 yE0.3zS0 zE0.2(e) 點擊 Properties . (f) 在Thermal data中, 選擇 External conditions 及 Edit. Wall external t