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Icepak,一个电子散热仿真神器

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本文整理自ANSYS官方网站以及Icepak的帮助文档。


一、概述

Icepak是ANSYS旗下的专业的、面向工程师的电子产品热分析软件。借助Icepak的分析,用户可以减少设计成本、提高产品的一次成功率(get-right-first-time),改善电子产品的性能、提高产品可靠性、缩短产品的上市时间。


二、技术优势

技术优势如下:

• Icepak对象

• ECAD-MCAD

• 灵活自动的网格剖分 高级数值求解器

• Advanced Numerical Solver

• 结果可视化

• 自动化的Delphi套件特性描述

• 热导率的自动计算

• 焦耳热多物理场

• 热应力多物理场

• 宏定制

• Icepak库

• 利用Simplorer的ROM

• 利用DX的DoE

• 云解决方案

• 利用Icepak和HFSS的多物理场

• 利用Icepak和Maxwell的多物理场

• 利用Icepak和Q3D Extractor的多物理场


2.1 ANSYS Icepak采用最专业的CFD软件Fluent作为求解器,结果可靠。丰富的对象建模。 

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2.2 综合多物理场设计流程。ANSYS Electronics Desktop 平台使得工程师们能够动态地将 Icepak 与 HFSS、Q3D Extractor 和 Maxwell 链接,以获得电热解决方案。在执行热仿真之前,只需点击鼠标即可轻松将 EM 工具的功率损耗映射到设计。还可以将 SIwave 中的电源完整性仿真。

与ANSYS旗下的Mechanical、Maxwell、HFSS等实现电、热、结构的多物理场耦合模拟,准确模拟产品的各种可靠性分布。 

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2.3 广泛的热物理库。Icepak 的库包含大量各种各样可分配给表面、固体和液体的有用材料。Icepak 通过导入本地 MCAD 和 ECAD 设计,提供简化的以 CAD 为中心的电热多物理场解决方案。自动化 CAD 几何形状清理和修复功能,以及许多编辑选项,便于轻松进行模拟设置和分析。一个有着相当多 Icepak 3D 风扇和散热器的巨大商业库可供设计师用于解决典型的热力问题。 

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2.4 方便的网格生成。ANSYS Icepak 可自动生成网格,同时能够自定义网格生成参数,以优化网格并优化计算成本和解决方案精度之间的权衡。 

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2.5 Icepak优化。Icepak 使用 ANSYS Optimetrics 提供原生参数“假设”以及有关几何形状、材料和功率损耗的实验设计 (DoE) 分析。 

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2.6 可视化。ANSYS Icepak 软件包含一整套定性和定量后处理工具,用于生成有意义的图形、动画和报告,可随时向同事和客户传达模拟结果。速度矢量、等温线、流体颗粒轨迹、等值表面显示、剖面和结果数据的 x-y 轴坐标图的可视化都可用于解释电子冷却模拟的结果。可以自动创建包含图像的定制报告,用于分配结果数据、识别模拟中的趋势以及报告风扇和鼓风机操作要点。ANSYS Icepak 包括用于高级后处理的 ANSYS CFD-Post 和动画工具。 

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2.7 多域系统建模。通过ROM降阶模型,Icepak与ANSYS平台的Twin builder(或者说Simplorer)软件一起搭建快速精准的系统仿真。Twin builder(或者说Simplorer) 是一个强大的平台,可为系统级数字原型建模并进行仿真和分析,集成了 ANSYS Maxwell、ANSYS HFSS、ANSYS SIwave 和 ANSYS Q3D Extractor。Simplorer 支持验证和优化软件控制型多域系统的性能。适用于电力驱动系统设计、发电、电力转换、蓄电和配电应用以及 EMI/EMC 研究和通用多域系统优化与验证。 

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三、仿真尺寸

涵盖芯片级、板级、系统级、环境级全系列解决方案的高精度分析。

3.1 封装热分析

芯片产生的热量通过内部结构由芯片结区到达外壳的外表面。通过结构拓扑优化来获得最佳的散热效果。 

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3.2 板级热分析

与EDA软件接口完善。设计->仿真流程通畅便捷;模型数据详实,可以解释PCB板精确结构对散热的影响;可进行电-热耦合计算,解释PCB板上电流导致的焦耳热的影响。 

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3.3 系统级热分析

将完整的电子系统(包含封装、PCB、散热器件、机箱等)作为整体进行热分析。 

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四、应用行业

ANSYS Icepak被广泛应用于航空航天、能源电力、电力电子、铁路机车消费性电子产品、医疗器械等各行各业电子产品的研发和设计过程。

文章来源于iCFD ,作者六一happy

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