仿真應(yīng)用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識(shí)別與簡(jiǎn)化


ANSYS Icepak 作為一款專門用于電子產(chǎn)品散熱分析的仿真軟件,集幾何建模、網(wǎng)格生成、求解和后處理于一體。在封裝、組件、板和系統(tǒng)級(jí)的熱分析領(lǐng)域獲得日益廣泛的關(guān)注。



ANSYS Icepak 的幾何建模包括自建模型和模型導(dǎo)入兩種方式,其中模型導(dǎo)入更為常用,即將CAD模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理后導(dǎo)入 ANSYS Icepak 軟件。本文主要介紹以 ANSYS SCDM 為基礎(chǔ)的 ANSYS Icepak 模型導(dǎo)入及其處理方式, 包括模型識(shí)別與模型轉(zhuǎn)化。

模型識(shí)別是指將 CAD 模型轉(zhuǎn)為 ANSYS Icepak 認(rèn)可的三維模型,并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膸缀翁幚恚瑒h除產(chǎn)品上不影響散熱或發(fā)熱的零件整體或細(xì)節(jié)特征,以及一些不必要的圓角設(shè)計(jì),可通過ANSYS SCDM 中 Workbench 選項(xiàng)卡內(nèi)的 Identify Objects(識(shí)別對(duì)象)進(jìn)行操作。


模型簡(jiǎn)化是指將無法直接識(shí)別或需簡(jiǎn)化處理的 CAD 模型進(jìn)行操作,使它們能夠與ANSYS Icepak 對(duì)象幾何相容。ANSYS SCDM 中的 IcePak Simplify(仿真簡(jiǎn)化)工具用于簡(jiǎn)化主體,其中簡(jiǎn)化類型分別為0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)。


CAD模型識(shí)別--如何轉(zhuǎn)化成ANSYS Icepak可識(shí)別對(duì)象


ANSYS Icepak 對(duì)象類型與部分三維模型具有幾何相容性,即模型中的長(zhǎng)方體、圓柱體等可通過 ANSYS SCDM 中 Identify Objects(識(shí)別對(duì)象)工具直接轉(zhuǎn)化成ANSYS Icepak 對(duì)象。具體操作步驟如下:

 

1.  ANSYS SCDM 內(nèi)打開所需識(shí)別的CAD模型。

2. 在 Workbench 選項(xiàng)卡的 Icepak 功能組中單擊 Identify Objects(識(shí)別對(duì)象)工具。該工具能夠識(shí)別所有可被轉(zhuǎn)換成 Icepak塊體類型的主體。


仿真應(yīng)用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識(shí)別與簡(jiǎn)化的圖1


3. 勾選 Options(選項(xiàng))面板中的 HideIcePak bodies(隱藏IcePak 主體)可在主體被轉(zhuǎn)換后將其隱藏,根據(jù)使用需求自行選擇。

4. 如果部分已被識(shí)別的主體無需轉(zhuǎn)換,單擊 Exclude Problem(排除問題)工具并選中無需轉(zhuǎn)化的主體。

5. 單擊 Complete(完成)以轉(zhuǎn)換高亮顯示的主體。

6. 如需將主體轉(zhuǎn)換成不同的 Icepak 對(duì)象類型(默認(rèn)轉(zhuǎn)為bolck塊),單擊 SelectBodies(選擇主體)工具,在 Options(選項(xiàng))面板中更改 Icepak Object Type(仿真對(duì)象類型),選擇要轉(zhuǎn)換的主體。

7. 單擊 Complete(完成)以轉(zhuǎn)換選定的主體。隨著模型轉(zhuǎn)化的完成,模型主體在結(jié)構(gòu)樹中的圖標(biāo)也會(huì)改變(模型圖標(biāo)轉(zhuǎn)換成 Icepak 圖標(biāo))。


CAD模型簡(jiǎn)化--如何簡(jiǎn)化成IcePak可識(shí)別對(duì)象


1. ANSYS SCDM內(nèi)打開所需轉(zhuǎn)化的模型。
2. 在 Workbench 選項(xiàng)卡的 Icepak 功能組中選擇 Icepak Simplify(Icepak 簡(jiǎn)化)工具。
3. 在 Options(選項(xiàng))面板中選擇一個(gè)簡(jiǎn)化級(jí)別,設(shè)置相應(yīng)參數(shù)。
4. 點(diǎn)擊需簡(jiǎn)化的主體,完成識(shí)別過程。


簡(jiǎn)化級(jí)別解析及視頻演示

視頻地址:https://mp.weixin.qq.com/s/05VYyDjv1CDXEEqIYvVVuw

  • 0 級(jí) - 邊界框


? 每個(gè)主體都擬合在簡(jiǎn)單的邊界框內(nèi)。

       仿真應(yīng)用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識(shí)別與簡(jiǎn)化的圖2


  • 1 級(jí) - 長(zhǎng)方體/圓柱擬合

? 主體簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)單實(shí)心圓柱或圓錐
? 已處于這種狀態(tài)的主體不會(huì)進(jìn)一步簡(jiǎn)化

? 對(duì)于有附加特性的主體,如果不能簡(jiǎn)化為圓柱體或錐體,則可簡(jiǎn)化成邊界框。

? 主體可根據(jù)需要分割成多個(gè)多邊形

? Cleanup(清理)表示簡(jiǎn)化前嘗試移除倒圓角等細(xì)節(jié),從而更便于識(shí)別基本形狀。

                  

仿真應(yīng)用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識(shí)別與簡(jiǎn)化的圖3


  • 2 級(jí) - 多邊形擬合(默認(rèn))

? 主體沿特定方向解析并在多邊形內(nèi)擬合。

? 若需要的話,主體可分割成多個(gè)多邊形。

? 弧上點(diǎn)表示曲線分割的段數(shù),數(shù)值越大越貼近于原形狀。

? Length threshold(長(zhǎng)度閾值)指定用于通過內(nèi)部點(diǎn)來代表彎曲邊的閾值。如果一個(gè)曲線的長(zhǎng)度與其所在邊長(zhǎng)度的比值高于長(zhǎng)度閾值,則該曲線上將添加分割點(diǎn)。否則,該曲線會(huì)被視作過短并簡(jiǎn)化為直線進(jìn)行處理。

                仿真應(yīng)用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識(shí)別與簡(jiǎn)化的圖4


  • 3 級(jí) - CAD 對(duì)象

? 主體被轉(zhuǎn)化成刻面體
? Acet Quality(刻面質(zhì)量)控制刻面的精細(xì)度。刻面會(huì)在對(duì)象上預(yù)覽,并保持可見,直到您退出工具。

 仿真應(yīng)用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識(shí)別與簡(jiǎn)化的圖5

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