Icepak培訓(xùn)中文教程

精品文檔目錄什么是Icepak? 2程序結(jié)構(gòu) 2軟件功能 3練習(xí)一 翅片散熱器 8練習(xí)二 輻射的塊和板 431.1 什么是Icepak?Icepak是強(qiáng)大的CAE仿真軟件工具，它能夠?qū)﹄娮赢a(chǎn)品的傳熱，流動(dòng)進(jìn)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(shí)間。Icepak能夠計(jì)算部件級(jí)，板級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的問(wèn)題。它能夠幫助工程師完成用試驗(yàn)不可能實(shí)現(xiàn)的情況，能夠監(jiān)控到無(wú)法測(cè)量的位置的數(shù)據(jù)。Icepak采用的是FLUENT計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(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(fù)雜幾何問(wèn)題。多點(diǎn)離散求解算法能夠加速求解時(shí)間。Icepak提供了其它商用熱分析軟件不具備的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)包括：非矩形設(shè)備的精確模擬接觸熱阻模擬各向異性導(dǎo)熱率非線性風(fēng)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(dòng)計(jì)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FLUENT,求解器。1歡迎下載精品文檔圖 軟件架構(gòu)Icepak本身?yè)碛袕?qiáng)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(guò)后就是進(jìn)行CFD求解。計(jì)算結(jié)果可以在Icepak中顯示,如圖所示.1.3 軟件功能所有的功能均在 Icepak 界面下完成。 總述鼠標(biāo)控制的用戶界面鼠標(biāo)就能控制模型的位置，移動(dòng)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(kù)功能在線幫助和文檔完全的超文本在線幫助(包括理論和練習(xí)冊(cè))支持平臺(tái)UNIX工作站o WindowsNT4.0/2000/XP 的PC機(jī) 建?；趯?duì)象的建模。2歡迎下載精品文檔o cabinets 機(jī)柜networks網(wǎng)絡(luò)模型o heatexchangers 熱交換器wires線openings開(kāi)孔o(hù)grilles過(guò)濾網(wǎng)osources熱源oprintedcircuitboards(PCBs)PCB板oenclosures腔體oplates板owalls壁oblocks塊ofans(withhubs)風(fēng)扇blowers離心風(fēng)機(jī)o resistances 阻尼o heatsinks 散熱器packages封裝macros宏JEDECtestchambersJEDEC試驗(yàn)室printedcircuitboard(PCB)ducts管道ocompactmodelsforheatsinks簡(jiǎn)化的散熱器?2Dobjectshapes2D模型orectangular矩形ocircular圓形oinclined斜板polygon多邊形板? complex3Dobjectshapes3D 模型prisms四面體o cylinders 圓柱o ellipsoids 橢圓柱o ellipticalandconcentriccylinders 橢圓柱o prismsofpolygonalandvaryingcross-section 多面體o ductsofarbitrarycross-section 任意形狀的管道 網(wǎng)格自動(dòng)非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成六面體，四面體，五面體及混合網(wǎng)格網(wǎng)格控制ooo

粗網(wǎng)格生成細(xì)網(wǎng)格生成網(wǎng)格檢查。3歡迎下載精品文檔非連續(xù)網(wǎng)格 材料綜合的材料物性數(shù)據(jù)庫(kù)各向異性材料屬性隨溫度變化的材料 物理模型??????

層流/湍流模型穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)分析強(qiáng)迫對(duì)流/自然對(duì)流/混合對(duì)流傳導(dǎo)流固耦合輻射體積阻力。4歡迎下載精品文檔? 混合長(zhǎng)度方程（0-方程）, 雙方程(標(biāo)準(zhǔn) -方程),RNG- ,。5歡迎下載精品文檔????

增強(qiáng)雙方程(標(biāo)準(zhǔn) -帶有增強(qiáng)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(fēng)扇曲線集中參數(shù)的fans,resistances,andgrilles 邊界條件壁和表面邊界條件：熱流密度,溫度,傳熱系數(shù),輻射,和對(duì)稱(chēng)邊界條件開(kāi)孔和過(guò)濾網(wǎng)風(fēng)扇熱交換器時(shí)間相關(guān)和溫度相關(guān)的熱源。6歡迎下載精品文檔隨時(shí)間變化的環(huán)境溫度求解引擎對(duì)于求解器FLUENT,是采用的有限體積算法。 有如下特點(diǎn)：多點(diǎn)離散算法來(lái)縮短求解時(shí)間選擇一階迎風(fēng)格式或高階格式來(lái)提高精度 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(diǎn)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)等云圖速度，溫度，壓力最大值粒子動(dòng)畫(huà)瞬態(tài)動(dòng)畫(huà)切面動(dòng)畫(huà)? 輸出為AVI,MPEG,FLI, 及GIF動(dòng)畫(huà)格式 報(bào)告寫(xiě)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(diǎn)的時(shí)間歷程求解過(guò)程中點(diǎn)的監(jiān)控報(bào)告風(fēng)扇工作點(diǎn)直接輸出到打印機(jī)，格式如下：color,gray-scale,ormonochromePostScriptPPMoTIFFoGIFoJPEGoVRMLoMPEGmoviesoAVImoviesFLImoviesanimatedGIFmovies 應(yīng)用。7歡迎下載精品文檔Icepak有著廣泛的工程應(yīng)用，如：計(jì)算機(jī)機(jī)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(fēng)洞熱管模擬。8歡迎下載精品文檔練習(xí)1 翅片散熱器介紹本練習(xí)顯示了如何用 Icepak做一個(gè)翅片散熱器。通過(guò)這個(gè)練習(xí)你可以了解到：??????

打開(kāi)一個(gè)新的project建立blocks,openings,fans,sources,plates,walls包括gravity的效應(yīng),湍流模擬改變?nèi)笔〔牧隙x網(wǎng)格參數(shù)求解顯示計(jì)算結(jié)果云圖，向量和切面問(wèn)題描述機(jī)柜包含5個(gè)高功率的設(shè)備（密封在一個(gè)腔體內(nèi)），一塊背板plate，10個(gè)翅片fins，三個(gè)fans,和一個(gè)自由開(kāi)孔，如圖1.1所示。Fins和plate用extrudedaluminum.每個(gè)fan質(zhì)量流量為0.01kg/s，每個(gè)source為33W.根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，當(dāng)環(huán)境溫度為20C時(shí)設(shè)備的基座不能超過(guò)65C。圖1.1:問(wèn)題描述步驟1: 創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目。9歡迎下載精品文檔啟動(dòng)Icepak,出現(xiàn)下面窗口。點(diǎn)擊New打開(kāi)一個(gè)新的Icepakproject.就會(huì)出現(xiàn)下面的窗口：給定一個(gè)項(xiàng)目的名稱(chēng)并點(diǎn)擊Create.本項(xiàng)目取名為fin,點(diǎn)擊Create.Icepak就會(huì)生成一個(gè)缺省的機(jī)柜，尺寸為 1m 1m 1m。你可以用鼠標(biāo)左鍵旋轉(zhuǎn)機(jī)柜，或用中鍵平移，右鍵放大/縮小。還可以用Homeposition回來(lái)原始狀態(tài)。修改problem定義，包括重力選項(xiàng)。。10歡迎下載精品文檔ProblemsetupBasicparameters。11歡迎下載精品文檔(a) 打開(kāi)Gravityvector 選項(xiàng)，保持缺省值。保持其它缺省設(shè)置。點(diǎn)擊Accept保存設(shè)置。步驟2: 建立模型建模之前，你首先要改變機(jī)柜的大小。然后建立一塊背板和開(kāi)孔，接下來(lái)就是建立風(fēng)扇，翅片和發(fā)熱設(shè)備。1. 改變機(jī)柜大小，在 Cabinet 窗口下.ModelCabinet。12歡迎下載精品文檔另外：你也可以打開(kāi)Cabinet面板，通過(guò)點(diǎn)擊Edit 窗口.在Cabinet面板下,點(diǎn)擊Geometry.在Location下,輸入下面的坐標(biāo):xS-0.025xE0.075yS0yE0.25zS0zE0.356(c) 點(diǎn)擊Done.(d) 點(diǎn)擊Scaletofit 來(lái)看整個(gè)繪圖窗口。另外:你也可以點(diǎn)擊 button.建立背板。13歡迎下載精品文檔該plate 是0.006 m厚并將Cabinet分成兩個(gè)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(lái)描述.(a)點(diǎn)擊 button生成一個(gè)block.Icepak 將生成一個(gè)新的 block并放在cabinet 的中央. 你需要改變block的大小。(b) 點(diǎn)擊 button 來(lái)打開(kāi)Blocks 面板.。14歡迎下載精品文檔點(diǎn)擊Geometry.輸入下面坐標(biāo)：xS0xE0.006yS0yE0.25zS0zE0.356點(diǎn)擊Done.建立自由開(kāi)孔(a) 點(diǎn)擊 button生成一個(gè)opening.。15歡迎下載精品文檔Icepak 將創(chuàng)建一個(gè)矩形的自由開(kāi)孔并在 -平面. 你只需要改變opening的大小即可.(b) 點(diǎn)擊 button打開(kāi)Openings面板.。16歡迎下載精品文檔點(diǎn)擊Geometry.輸入如下坐標(biāo)：xS0.006xE0.075yS0yE0.25zS0.356zE--(e) 點(diǎn)擊Done.4.建立第一個(gè)風(fēng)扇：copy出其它兩個(gè)即可。位置是每一個(gè)風(fēng)扇在位置上是相關(guān)的，你只需要建立一個(gè)，并在Y方向有一個(gè)給定的offset。(a) 點(diǎn)擊 button來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的 fan.Icepak 將生成一個(gè)在X-Y平面上的圓形風(fēng)扇. 你需要改變其大小并指定其質(zhì)量流量 .。17歡迎下載精品文檔(b) 點(diǎn)擊 button 來(lái)打開(kāi)Fans面板.點(diǎn)擊Geometry.輸入如下坐標(biāo)：xC0.04yC0.0475zC0(e) 輸入外徑為0.03( Radius), 內(nèi)徑0.01( IntRadius ).點(diǎn)擊Properties.保持風(fēng)扇類(lèi)型為intake.(h) 在Fanflow 下, 選擇Fixed 及Mass. 輸入質(zhì)量流量為 0.01 kg/s.(i) 點(diǎn)擊Done.。18歡迎下載精品文檔拷貝第一個(gè)風(fēng)扇(fan.1)來(lái)創(chuàng)建第二個(gè)和第三個(gè)風(fēng)扇在Modelmanager窗口下,選擇fan.1.(b) 點(diǎn)擊 button.Copy窗口打開(kāi)。.。19歡迎下載精品文檔(c) 輸入2 作為需要拷貝的數(shù)目 Numberofcopies .(d) 打開(kāi)Translate 選項(xiàng)并輸入 Yoffset 為0.0775.(e) 點(diǎn)擊Apply.Icepak 將創(chuàng)建兩個(gè)同樣的風(fēng)扇，其間距為 Y方向0.0775 m.6. 創(chuàng)建第一個(gè)high-powerdevice.就象風(fēng)扇一樣，每個(gè) device也是位置上相關(guān)的, 要生成5個(gè)devices, 你需要先建立一個(gè)，并在Y方向拷貝即可。(a) 點(diǎn)擊 button 生成一個(gè)熱源.Icepak將在cabinet中心生成一個(gè)矩形的source.你需要改變其幾何尺寸并給定功耗.。20歡迎下載精品文檔(b) 點(diǎn)擊 button 打開(kāi)Sources面板.點(diǎn)擊Geometry.保持缺省設(shè)置為矩形在Plane下拉菜單,選擇Y-Z.輸入如下坐標(biāo)xS0xE--yS0.0315yE0.0385zS0.1805zE0.2005(g)點(diǎn)擊Properties.(h)在Heatsourceparameters下,設(shè)置Totalheat為33W.(i)點(diǎn)擊Done.。21歡迎下載精品文檔7.拷貝第一個(gè)device(source.1)來(lái)生成其它四個(gè)(a) 在Modelmanager窗口下, 選定source.1.(b) 點(diǎn)擊 button.(c) 和前面復(fù)制風(fēng)扇同樣的步驟，在 Y方向輸入offset 0.045 m.8. 建立第一個(gè)fin如風(fēng)扇和設(shè)備一個(gè)，每一個(gè)翅片也是在位置上相關(guān)的，要建立這 10個(gè)翅片，你需要先建立一個(gè)并在Y方向拷貝出其它 9個(gè)。。22歡迎下載精品文檔(a) 點(diǎn)擊 button 生成一個(gè)plate.Icepak 將生成一個(gè)X-Y平面的矩形plate. 你需要改變它的方向，大小和物性參數(shù)。(b) 點(diǎn)擊 button 打開(kāi)Plates面板.。23歡迎下載精品文檔點(diǎn)擊Geometry.在在Plane下拉菜單,選擇X-Z輸入如下坐標(biāo)：xS0.006xE0.075yS0.0125yE--zS0.05zE0.331點(diǎn)擊Properties.(g) 在Thermalmodel下, 選擇Conductingthick .(h) 設(shè)置Thickness 為0.0025 m.(i) 保持default 設(shè)置為Solidmaterial .由于缺省材料為鋁擠型材，你不需要改變它的材料 .(j) 點(diǎn)擊Done.。24歡迎下載精品文檔9. 拷貝第一個(gè)fin( plate.1 ) 來(lái)生成其它9個(gè)fins( ,(a) 在Modelmanager窗口下, 選擇plate.1 .。25歡迎下載精品文檔(b) 點(diǎn)擊 button.(c) 參照上述拷貝風(fēng)扇的步驟，給 Yoffset 輸入0.025 m來(lái)生成9 個(gè)fins.建立設(shè)備的腔體該腔體是由5個(gè)矩形的walls 組成。(a) 點(diǎn)擊 button 來(lái)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) .。26歡迎下載精品文檔(b) 點(diǎn)擊 button 來(lái)打開(kāi)Walls 面板.點(diǎn)擊Geometry.輸入如下坐標(biāo)：xS0xE-0.025yS0yE0.25zS0zE--(e) 點(diǎn)擊Properties .(f) 在Thermaldata 下, 選擇Externalconditions 并點(diǎn)擊 Editbutton.這時(shí)Wallexternalthermalconditions 面板將打開(kāi).。27歡迎下載精品文檔i. 打開(kāi)Heattranscoeff 選項(xiàng), 指定heattransfercoeff 為15 W/K-m.點(diǎn)擊Done.(g) 點(diǎn)擊Update.(h) 在Walls 面板下點(diǎn)擊 New，并生成第二個(gè) wall( wall.2):Plane:X-YStart/end:xS0xE-0.025yS0yE0.25zS0.356zE--。28歡迎下載精品文檔?Thermaldata: Externalconditions , Heattranscoeff =15!記住每做完一次修改要點(diǎn)擊 Update。(i) 重復(fù)上述步驟建立 wall.3, wall.4,and wall.5,用下面的參數(shù):wall.3:Plane:X-ZoStart/end:xS0xE-0.025yS0yE--zS0zE0.356o Thermaldata: Externalconditions , Heattranscoeff =15wall.4:Plane:X-ZoStart/end:xS0xE-0.025yS0.25yE--zS0zE0.356o Thermaldata: Externalconditions , Heattranscoeff =15wall.5:Plane:Y-Zo Start/end :。29歡迎下載精品文檔xS-0.025xE--yS0yE0.25zS0zE0.356o Thermaldata: Externalconditions , Heattranscoeff =15定義完5塊wall之后，點(diǎn)擊Done.如圖 1.2, 如示。 Isometric view( 也可點(diǎn)擊button來(lái)看該示圖).圖1.2:翅片散熱器的完整模型檢查模型確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題（如,物體間距太近會(huì)影響網(wǎng)格網(wǎng)格).。30歡迎下載精品文檔Model Checkmodel你也可以點(diǎn)擊 button來(lái)檢查模型。如果所有的偏差都滿足要求 ,Icepak 會(huì)在Message窗口下給出0problems。12.檢查物體定義。31歡迎下載精品文檔Edit SummaryIcepak將列出所有物體的參數(shù).你可以檢查并點(diǎn)擊Done來(lái)確認(rèn).如果你發(fā)現(xiàn)問(wèn)題你也可以在這里改變。步驟3: 網(wǎng)格生成你將通過(guò)2步來(lái)生成網(wǎng)格。首先你會(huì)生成粗網(wǎng)格coarsemesh并檢查網(wǎng)格來(lái)確認(rèn)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 GenerateMesh另外:。32歡迎下載精品文檔你可以點(diǎn)擊 button, 打開(kāi)Meshcontrol面板.生成粗網(wǎng)格（最小數(shù)目的網(wǎng)格）在Meshcontrol面板里,選擇Coarse.Icepak就會(huì)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MaxXsizeto0.01, theMaxYsizeto0.01, andtheMaxZsizeto0.02.(c) 點(diǎn)擊Generatemesh 按鈕來(lái)生成粗網(wǎng)格.Icepak 將會(huì)報(bào)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(diǎn)擊Changevalueandmesh 繼續(xù)生成網(wǎng)格。。33歡迎下載精品文檔檢查網(wǎng)格點(diǎn)擊Display.(b) 打開(kāi)Cutplane 選項(xiàng).(c) 在Setposition 選項(xiàng)中, 選擇Pointandnormal .(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(huì)使網(wǎng)格在 Y-Z平面通過(guò)點(diǎn)(0.025,0,0) 來(lái)顯示網(wǎng)格.(e) 打開(kāi)Displaymesh 選項(xiàng).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)格用滑動(dòng)鈕來(lái)改變切面的位置。可以發(fā)現(xiàn)翅片中的網(wǎng)格太大，不足以解決該問(wèn)題。下一步即是要細(xì)化網(wǎng)格。。34歡迎下載精品文檔生成細(xì)網(wǎng)格點(diǎn)擊Generate.在Globalsettings下,Meshparameters選項(xiàng)中選擇NormalIcepak將自動(dòng)更新網(wǎng)格劃分的設(shè)置。打開(kāi)Objectparams選項(xiàng)并點(diǎn)擊Edit.Icepak將打開(kāi)Per-objectmeshingparameters面板,這里你可以改變每個(gè)物體的網(wǎng)格設(shè)置。.設(shè)定所有plates的網(wǎng)格i. 在Per-object meshingparameters 面板, 點(diǎn)擊plate.1 , 按住<Shift> key, 并點(diǎn)擊 來(lái)選擇所有的 plates.Icepak 將顯示所有plate 的網(wǎng)格信息。ii. 打開(kāi)Useper-objectparameters 選項(xiàng).iii.打開(kāi)Lowendheight及Highendheight,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0.004m。設(shè)定所有sources的網(wǎng)格如上選擇所有plates一樣，選擇所有sources.ii. 打開(kāi)Useper-objectparameters 選項(xiàng).。35歡迎下載精品文檔iii. 打開(kāi)Ycount 及Zcount, 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(gè)方向的網(wǎng)格數(shù)(f) 在Per-objectmeshingparameters 面板下, 點(diǎn)擊Done來(lái)保存設(shè)置。(g) 點(diǎn)擊Generatemeshbutton 來(lái)生成細(xì)網(wǎng)格。4. 檢查新網(wǎng)格繪圖區(qū)域?qū)⒆詣?dòng)顯示新網(wǎng)格，如圖 1.4所示。點(diǎn)擊 Display 并應(yīng)用滑動(dòng)鈕來(lái)顯示細(xì)網(wǎng)格。。36歡迎下載精品文檔圖1.4: -平面的細(xì)網(wǎng)格關(guān)閉網(wǎng)格顯示。點(diǎn)擊Display.關(guān)閉Displaymesh選項(xiàng).(c) 點(diǎn)擊Close來(lái)關(guān)閉 Meshcontrol 面板.步驟4: 檢查氣流在求解之前，你應(yīng)該首先估算 Reynolds和Peclet 數(shù)來(lái)確定是采用哪種流動(dòng)方程。1. 檢查Reynolds和Peclet 數(shù).。37歡迎下載精品文檔SolutionsettingsBasicsettings。38歡迎下載精品文檔點(diǎn)擊Reset按鈕.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(yīng)該是turbulent.Icepak 將建議選擇turbulent.(c) 點(diǎn)擊Accept.2. 激活turbulencemodeling （湍流模型）.。39歡迎下載精品文檔ProblemsetupBasicparameters(a) 在Basicparameters 面板里, 在Flowregime 一欄選擇Turbulent.(b) 保持缺省 Zeroequation turbulencemodel.點(diǎn)擊Accept保存設(shè)置.返回Basicsettings面板并點(diǎn)擊Reset及Accept.步驟5: 保存文件Icepak將在你求解之前自動(dòng)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(kāi)你的項(xiàng)目再求解。（如果你求解了,Icepak將簡(jiǎn)單地覆蓋你保存的模型。)。40歡迎下載精品文檔File Saveproject步驟6: 求解計(jì)算開(kāi)始求解Solve Runsolution。41歡迎下載精品文檔注意點(diǎn)擊 button.保持缺省設(shè)置不變。3. 點(diǎn)擊Startsolution 來(lái)啟動(dòng)求解器.Icepak將開(kāi)始求解，一個(gè)新的窗口將會(huì)出現(xiàn)。它顯示了計(jì)算的殘差。 Icepak 也會(huì)打開(kāi)Monitor 窗口，來(lái)顯示收斂過(guò)程。。42歡迎下載精品文檔求解完成后，你的殘差曲線會(huì)象圖 1.5所示.Continuity 殘差沒(méi)有完全收斂，但是因?yàn)樗逊浅＝咏?而且其它都低于該值，你可以認(rèn)為收斂了。注意到在不同的計(jì)算機(jī)該曲線會(huì)略有不同 , 所以你的曲線不會(huì)同圖 1.5完全一樣.圖1.5:殘差曲線點(diǎn)擊Done來(lái)關(guān)閉Monitor窗口.步驟7: 檢查結(jié)果本練習(xí)的目標(biāo)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)備的最高溫度不高于65C.你可以通過(guò)檢查結(jié)果來(lái)完成這一目標(biāo)。顯示速度向量切面。43歡迎下載精品文檔Post Planecut另外:。44歡迎下載精品文檔你也可以通過(guò)點(diǎn)擊 button 來(lái)打開(kāi)Planecut面板.(a) 在Name欄, 輸入切面的名稱(chēng).(b) 在Setposition 欄, 選擇Pointandnormal .(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(gè)通過(guò)點(diǎn)(0.04,0,0) 的切面.打開(kāi)Showvectors選項(xiàng).點(diǎn)擊Create.(f) 在Orient 菜單下, 選擇OrientpositiveX .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(fēng)扇葉片的位置 .最低速度出現(xiàn)在翅片與壁面之間 .另外:。45歡迎下載精品文檔你也可以通過(guò)點(diǎn)擊 button選擇方向.圖1.6:Y-Z切面的速度矢量(g) 在Planecut 面板里, 點(diǎn)擊Active 選擇來(lái)關(guān)閉顯示.這將暫時(shí)地關(guān)閉顯示, 這樣你可以很方便地做另一個(gè)后處理顯示 .顯示溫度云圖(a)在Planecut 面板下，點(diǎn)擊 New.在Name欄輸入,名稱(chēng).用剛才同樣的切面位置打開(kāi)Showcontours選項(xiàng)并點(diǎn)擊Parameters.這樣Planecutcontours 面板將被打開(kāi)。。46歡迎下載精品文檔保持缺省設(shè)置Temperature選項(xiàng)對(duì)于Shadingoptions,保持Banded選項(xiàng).(g) 對(duì)于Colorlevels , 選擇Calculated 及Thisobject 選項(xiàng).Icepak 將給出該切面的云圖溫度范圍。 .點(diǎn)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Planecut 面板里, 點(diǎn)擊Active 選項(xiàng)關(guān)閉顯示.顯示速度向量及壓力云圖。47歡迎下載精品文檔在Planecut面板下點(diǎn)擊New.在Name欄,輸入名稱(chēng).取與上面同樣的平面位置。打開(kāi)Showvectors.顯示壓力云圖打開(kāi)Showcontours選項(xiàng)并點(diǎn)擊Parameters.Planecutcontours 面板打開(kāi).在Planecutcontours面板下,在Contours一欄選擇Pressure.提示:點(diǎn)擊三角鍵打開(kāi)Contours的下拉菜單.對(duì)于Shadingoptions,保持缺省Banded.iv. 對(duì)于Colorlevels , 選擇Calculated 及Thisobject .點(diǎn)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(fēng)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Planecut 面板下, 點(diǎn)擊Active 來(lái)關(guān)閉顯示.用溫度的顏色來(lái)顯示腔體區(qū)域的速度向量在Planecut面板下點(diǎn)擊New.給出名稱(chēng)Name.(c) 在Setposition 下選擇Pointandnormal .(d) 給出( PX,PY,PZ) 為(-0.01,0,0), 及( NX,NY,NZ)為(1,0,0).(e) 打開(kāi)Showvectors 選項(xiàng)并點(diǎn)擊 Parameters.Planecutvectors 面板打開(kāi).。48歡迎下載精品文檔(f) 在Colorby 下拉菜單, 選擇Scalarvariable , 保持Colorvariable 里的Temperature.(g) 對(duì)于Computecolorbasedon , 選擇Thisobject .(h) 點(diǎn)擊Done.圖1.9顯示了在熱源腔體內(nèi)有一個(gè)大的對(duì)流。空氣在風(fēng)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(biāo)識(shí)顏色的速度矢量圖(i) 在Planecut 面板下, 點(diǎn)擊Active 選項(xiàng)，然后點(diǎn)擊 Done.顯示5個(gè)熱源的溫度云圖。49歡迎下載精品文檔Post Objectface另外:。50歡迎下載精品文檔你可以點(diǎn)擊button打開(kāi)Objectface面板.(a)輸入Name.(b)在Objecttype中,點(diǎn)擊source.1,按住<Shift>key,點(diǎn)擊source.1.4來(lái)選擇所有的sources,點(diǎn)擊Acceptbutton.(c)打開(kāi)Showcontours選項(xiàng)及Parameters.這樣Objectfacecontours面板打開(kāi).在Objectfacecontours面板里,保持Contoursof下拉菜單里的Temperature.對(duì)于Shadingoptions,保持Banded.(f) 對(duì)于Colorlevels , 選擇Calculated 及Thisobject .(g) 點(diǎn)擊Done.示圖將更新為sources的溫度云圖.用你的鼠標(biāo)右鍵放大/縮小來(lái)看示圖圖1.10顯示了5個(gè)熱源的溫度分布云圖。幾個(gè)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(gè)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(gè)也是。。51歡迎下載精品文檔圖1.10:五個(gè)熱源上的溫度云圖在Objectface面析下,關(guān)閉Active選項(xiàng).顯示背板的溫度云圖(a)在Objectface 面板下點(diǎn)擊 New.給出名稱(chēng)face-tempblock.在Object下拉菜單,選擇block.1并點(diǎn)擊Accept.打開(kāi)Showcontours選項(xiàng)并點(diǎn)擊Parameters.Objectfacecontours面板打開(kāi).(e)在Objectfacecontours面板下,保持Contoursof下拉菜單里的Temperature.(f)對(duì)于Contouroptions,不選Solid而選Line.(g)對(duì)于Levelspacing,選擇Fixed并設(shè)置Number為200.(h)對(duì)于Colorlevels,選擇Calculated及Thisobject.點(diǎn)擊Done.圖中顯示出block的溫度云圖。圖1.11可以看出溫度熱點(diǎn)在熱源的附件。最高溫度出現(xiàn)在三個(gè)中間的熱源周?chē)！?2歡迎下載精品文檔圖1.11: 背板上的溫度云圖總結(jié)在該練習(xí)中，你建立并求解了一個(gè)模型。為了確定給定的散熱器保持熱源 65C情況的能力。 后處理結(jié)果顯示最高溫度為 53C,顯示了該散熱器足以冷卻這些熱源。附加練習(xí)為了確定中間一個(gè)風(fēng)扇失效情況下，散熱器的效果，不激活(deactive)中間的風(fēng)扇，即重新做網(wǎng)格,用不同的ID再求解一次并檢查結(jié)果.。53歡迎下載精品文檔練習(xí)2 輻射的塊和板簡(jiǎn)介介紹：本練習(xí)演示了如何模擬輻射傳熱。首先你求解一個(gè)沒(méi)有考慮輻射的問(wèn)題，然后再求解一個(gè)考慮輻射的問(wèn)題。目的是比較輻射的效果。在這個(gè)練習(xí)中你能夠?qū)W到：建立新的實(shí)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(wèn)題描述本問(wèn)題(如2.1所示)包含一塊板和一個(gè)導(dǎo)熱的實(shí)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(gè)0.002 m0.2 m 0.3 m的板上. 機(jī)柜內(nèi)部物體的輻射率為1.圖2.1:問(wèn)題描述步驟1: 打開(kāi)和定義一個(gè)新的項(xiàng)目啟動(dòng)Icepak,當(dāng)Icepak啟動(dòng)后,theNew/existing面板自動(dòng)出現(xiàn).點(diǎn)擊New.。54歡迎下載精品文檔Newproject 面板出現(xiàn).給定一個(gè)項(xiàng)目名稱(chēng)給出名稱(chēng)為radiation.點(diǎn)擊Create.Icepak 就會(huì)生成一個(gè)1m 1m 1m的機(jī)柜。你可以用鼠標(biāo)左鍵旋轉(zhuǎn)機(jī)柜，或用中鍵平移，右鍵放大/縮小。還可以用Homeposition回來(lái)原始狀態(tài)。改變問(wèn)題設(shè)置ProblemsetupBasicparameters(a) 打開(kāi)重力開(kāi)關(guān)Gravityvector 并保持缺省設(shè)置。(b) 點(diǎn)擊Accept 保存新設(shè)置。。55歡迎下載精品文檔步驟2: 建立模型建模之前，你需要首先改變機(jī)柜的大小。然后你建立導(dǎo)熱實(shí)體 block, theplate, twoopenings,andtwowalls.改變機(jī)柜大小ModelCabinet。56歡迎下載精品文檔雙擊Cabinet 顯示出Cabinet 面板. 你也可以通過(guò)點(diǎn)擊button 實(shí)現(xiàn)。在Cabinet面板里,點(diǎn)擊Geometry.輸入如下坐標(biāo)：xS0xE0.15yS0yE0.3zS0zE0.2(c) 點(diǎn)擊Update及Done來(lái)關(guān)閉窗口.(d) 在Orient 菜單里, 選擇Scaletofit .2. 建立導(dǎo)熱block.。57歡迎下載精品文檔(a) 點(diǎn)擊 button 建立一個(gè)新的block, 點(diǎn)擊 button 打開(kāi)Blocks 面板.Icepak 將在機(jī)柜的中心生成一個(gè)新的 block. 你需要改變block的尺寸及物性.(b) 點(diǎn)擊Geometry.(c) 輸入如下坐標(biāo)：xS0.075xE0.08yS0.13yE0.17zS0.08zE0.12點(diǎn)擊Properties.對(duì)于Blocktype,保持Solid.給定材料i. 在Thermalspecification 下,在Solidmaterial 下拉菜單里選擇 Creatematerial .。58歡迎下載精品文檔提示:點(diǎn)擊在Solidmaterial 旁邊的 button,打開(kāi)下拉菜單.TheMaterials 面板打開(kāi).點(diǎn)擊Properties.點(diǎn)擊在Conductivity旁邊的Edit按鈕.Temperaturedependentsolidconductivity 面板將打開(kāi).。59歡迎下載精品文檔iv. 輸入一個(gè)定值 Constant 為148 W/m-K并點(diǎn)擊Accept.v. 點(diǎn)擊Done密度（density）和熱容（specificheat）在計(jì)算中用不到，所以用缺省值就可以了。但是這兩個(gè)值在計(jì)算瞬態(tài)（transient）問(wèn)題時(shí)需要。這樣Blocks 面板里就將 Solidmaterial 改為block.1solid_material .(g) 設(shè)定Totalpower 為5 W.點(diǎn)擊Done來(lái)保存設(shè)置.建立plate。60歡迎下載精品文檔(a) 點(diǎn)擊 button 建立一個(gè)新的plate, 點(diǎn)擊 button 打開(kāi)Plates 面板.你需要改變plate 的方向，尺寸及物性.點(diǎn)擊Geometry.點(diǎn)擊Plane下拉菜單,選擇Y-Z.輸入如下坐標(biāo)：xS0.073xE--yS0yE0.3zS0zE0.2(e) 點(diǎn)擊Properties .(f) 在Thermalmodel菜單下, 選擇Conductingthick .(g) 輸入Thickness 為0.002 m.(h) 設(shè)定一個(gè)新的材料給 plate。61歡迎下載精品文檔i. 在Solidmaterial 下拉菜單中, 選擇Creatematerial .在Materials面板中,選擇Properties.點(diǎn)擊Conductivity邊上的Editbutton.TheTemperaturedependentsolidconductivity 面板出現(xiàn).輸入一個(gè)定值0.3W/m-K并Accept.v. 點(diǎn)擊Materials 面板里的Done.Plates 面板將會(huì)顯示Solidmaterial 為plate.1sol_material .(i) 保持Totalpower 為0 W.點(diǎn)擊Done保存Plates設(shè)置.建立第一個(gè)opening.因?yàn)閮蓚€(gè)openings 位置相關(guān)，你可以生成一個(gè)并拷貝生成另一個(gè) .(a) 點(diǎn)擊 button, 及button 來(lái)打開(kāi)Openings面板.你可以在此面板下改變 opening的方向及尺寸.(b) 點(diǎn)擊Geometry.。62歡迎下載精品文檔在Plane下拉菜單中,選擇X-Z.輸入如下坐標(biāo)：xS0xE0.15yS0yE--zS0zE0.2點(diǎn)擊Done保存Openings設(shè)置.copy第一個(gè)opening(opening.1)來(lái)生成第二個(gè)選擇opening.1(b) 點(diǎn)擊 button.(c) 保持Numberofcopies 為1(d) 打開(kāi)Translate 選項(xiàng)并設(shè)定 Yoffset 為0.3.(e) 點(diǎn)擊Apply.Icepak 就生成了第二個(gè) 建立第一個(gè)wall.。63歡迎下載精品文檔(a) 點(diǎn)擊 button, 及button來(lái)打開(kāi) Walls 面板.Icepak 將在X-Y平面建立一個(gè)矩形的 wall. 你需要改變wall的方向，尺寸及物性.點(diǎn)擊Geometry.在Plane的下拉菜單中,選擇Y-Z.輸入如下坐標(biāo)：xS0xE--yS0yE0.3zS0zE0.2(e) 點(diǎn)擊Properties .(f) 在Thermaldata 中, 選擇Externalconditions 及Edit.Wallexternalthermalconditions 面板出現(xiàn).。64歡迎下載精品文檔i. 打開(kāi)Heattranscoeff 選擇, 指定傳熱系數(shù)為 10 W/K-m.點(diǎn)擊Done.點(diǎn)擊Update保存Walls的設(shè)置.建立第二個(gè)wall.(a) 點(diǎn)擊New來(lái)生成第二個(gè)wall( wall.2):Plane:Y-ZLocation:xS0.15xE--yS0yE0.3zS0zE0.2。65歡迎下載精品文檔?Thermaldata: Externalconditions , Heattranscoeff =10 W/K-m點(diǎn)擊Done保存Walls的設(shè)置.最后的模型如圖2.2所示,另外:物體名稱(chēng)也顯示出來(lái). 可以點(diǎn)擊 button來(lái)隱藏.。66歡迎下載精品文檔圖2.2: 輻射塊和板的完整模型檢查模型Model Checkmodel。67歡迎下載精品文檔你也可以點(diǎn)擊 button來(lái)檢查模型。如果所有的偏差都滿足要求， Icepak 會(huì)在Message窗口下給出0problems。檢查物體定義Edit SummaryIcepak將列出所有物體的參數(shù).你可以檢查并點(diǎn)擊Done來(lái)確認(rèn).如果你發(fā)現(xiàn)問(wèn)題你也可以在這里改變。步驟3: 網(wǎng)格生成對(duì)這個(gè)模型，你只需要一步來(lái)生成網(wǎng)格。你需要指定單個(gè)物體的網(wǎng)格設(shè)置以生成好的網(wǎng)格來(lái)滿足求解。.。68歡迎下載精品文檔Model GenerateMesh生成網(wǎng)格(a)在Meshcontrol面板下,設(shè)定MaxXsize,MaxYsize,andMaxZsize為0.02.(b) 打開(kāi)Objectparams 選項(xiàng)并點(diǎn)擊 Edit.Icepak 將打開(kāi)Per-objectmeshingparameters 面板,你可以指定block, 第一個(gè)opening, 和plate 的網(wǎng)格.指定block的網(wǎng)格i. 在Per-objectmeshingparameters 面板下, 選擇block.1.ii. 打開(kāi)Useper-objectparameters 選項(xiàng).iii. 打開(kāi)LowYheight 和HighYheight , 將Requested設(shè)置為0.002.這個(gè)設(shè)定是保證 block在上下兩個(gè)表面的第一層網(wǎng)格的高度為 0.002 m.設(shè)定第一個(gè)opening的網(wǎng)格i. 在Per-objectmeshingparameters 面板下, 選擇opening.1.ii. 打開(kāi)Useper-objectparameters 選項(xiàng).iii. 打開(kāi)Inwardheight 并設(shè)為0.002.這個(gè)設(shè)置是opening向內(nèi)的第一層網(wǎng)格的高度為 0.002 m.設(shè)定plate的網(wǎng)格i. 在Per-objectmeshingparameters 面板中, 選擇plate.1 .ii. 打開(kāi)Useper-objectparameters 選項(xiàng).iii.打開(kāi)Lowendheight和Highendheight,設(shè)為0.002這個(gè)設(shè)定是plate的外邊的第一層網(wǎng)格為0.002m.(f) 在Per-objectmeshingparameters 面板下, 點(diǎn)擊Done保存所有設(shè)置.。69歡迎下載精品文檔(g) 點(diǎn)擊Generatemesh 來(lái)生成網(wǎng)格.Icepak會(huì)通知你有一些小的間隙 . 如果Minimumseparation 出現(xiàn)，點(diǎn)擊 Changevalueandmesh, 允許Icepak 對(duì)你的模型做一點(diǎn)小小的改動(dòng)并繼續(xù)作網(wǎng)格 .檢查物體表面網(wǎng)格(a) 點(diǎn)擊Display.(b) 選擇Surface 及Allobjects .打開(kāi)Displaymesh選項(xiàng).網(wǎng)格顯示如圖2.3所示.圖2.3: 所有對(duì)象表面的網(wǎng)格檢查切面網(wǎng)格(a)關(guān)閉Displaymesh 和Surface 選項(xiàng).(b) 打開(kāi)Cutplane 選項(xiàng).(c) 在Setposition 下拉菜單中選擇 Pointandnormal .顯示X-Y平面的網(wǎng)格i. 對(duì)于( PX,PY,PZ)保持缺省設(shè)置( 0,0,0.1), 及( NX,NY,NZ)為(0,0, 1)打開(kāi)Displaymesh選項(xiàng).網(wǎng)格顯示平面與plate垂直.用滑桿改變切面的位置。顯示Y-Z和X-Z平面的網(wǎng)格關(guān)閉Displaymesh選項(xiàng).ii.設(shè)置(PX,PY,PZ)為(0,0,0.1)及(NX,NY,NZ)為(1,0,0)或(0,1,0).這些設(shè)置將顯示 Y-Z和X-Z平面的網(wǎng)格。打開(kāi)Displaymesh 選項(xiàng).關(guān)閉網(wǎng)格顯示。70歡迎下載精品文檔不選Displaymesh選項(xiàng).點(diǎn)擊Close.步驟4: 檢查氣流在求解之前，你應(yīng)該首先估算 Reynolds和Peclet 數(shù)來(lái)確定是采用哪種流動(dòng)方程。1. 檢查Reynolds和Peclet 數(shù).SolutionsettingsBasicsettings點(diǎn)擊Resetbutton.檢查Message窗口里的信息.。71歡迎下載精品文檔得到的Reynolds和Peclet 數(shù)分別是1.5 107和, 所以應(yīng)該是laminar. 由于缺省是laminar 所以不需要改變.(c) 點(diǎn)擊Accept.步驟5: 保存沒(méi)有輻射的模型Icepak將在你求解之前自動(dòng)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(kāi)你的項(xiàng)目再求解。（如果你求解了,Icepak將簡(jiǎn)單地覆蓋你保存的模型。)File Saveproject步驟6: 計(jì)算沒(méi)有輻射的模型設(shè)置迭代次數(shù)為200.。72歡迎下載精品文檔SolutionsettingsBasicsettings(a) 輸入200.。73歡迎下載精品文檔點(diǎn)擊Accept.開(kāi)始計(jì)算Solve Runsolution。74歡迎下載精品文檔注意你也可以點(diǎn)擊 button.(a) 在Solve面板下,輸入no-rad00 作為SolutionID .(b) 點(diǎn)擊Startsolution .計(jì)算將在大約100iterations 結(jié)束. 注意,計(jì)算步數(shù)在不同的計(jì)算機(jī)上略有區(qū)別。步