第一步：打開ANSYS Icepak熱模型

單獨啟動ANSYS Icepak，點擊Existing選項，從工作目錄中找到CAD修復導出的水冷板熱模型，點擊相應的文件名，點擊open，即可在打開模型。

圖1 打開水冷板熱模型

第二步：雙擊Cabinet，打開其編輯窗口，如下圖所示，修改yE的尺寸，將頂部Y面擴大10mm（用于避免進出口與Cabinet邊界相貼所造成的劣質(zhì)網(wǎng)格）

圖2 修改計算區(qū)域

第三步：創(chuàng)建Hollow block：建立Hollow block，可以將模型中不需要參與熱流計算的空間消除

1、點擊快捷工具欄中的block ，在視圖中心會出現(xiàn)相應的block體。

圖3 創(chuàng)建Hollow block

2、使用面匹配功能 ，將block的尺寸調(diào)整成與計算區(qū)域cabinet同樣大小。

圖4 對Hollow block進行尺寸匹配

3、設(shè)置block屬性

雙擊上一步建立的block模型，出現(xiàn)其屬性面板，在Info面板下修改其優(yōu)先級為0，在Properties面板下選擇Block type為Hollow，點擊下方的Done。  

圖5  修改Hollow block屬性面板

第四步： 其他各模型的屬性設(shè)置

1、水體模型的參數(shù)設(shè)置

選擇模型樹下的水體模型（3個模型），點擊編輯按鈕，打開多體編輯面板，其屬性Properties面板下設(shè)置Block Type為Fluid，F(xiàn)luid material中選擇Water，點擊下方的Done。

圖6  流體Block屬性面板設(shè)置

2、進出口參數(shù)設(shè)置

在水體進口的Properties面板下勾選X Velocity，并在其后方輸入初速度為1m/s，保持默認的溫度為ambient，即使用環(huán)境溫度作為進口溫度；點擊下方的Done，確認完成。

圖7 開口屬性參數(shù)設(shè)置

在水體出口的Properties面板下取消勾選Temperature以及External radiation temp，點擊下方的Done；點擊右鍵選擇出口模型，選擇Create—Monitor point，創(chuàng)建變量監(jiān)控點，雙擊Point下的出口模型，勾選速度及溫度，表示監(jiān)測出口的溫度及速度。 

圖8 變量監(jiān)控點的設(shè)置

3、熱源參數(shù)設(shè)置

選擇2個熱源模型，點擊編輯按鈕，在屬性面板中對Total Power輸入1000W，點擊下方的Done。

圖9 設(shè)置熱源屬性

第五步：網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置及劃分

1、給各個器件設(shè)置多級網(wǎng)格級數(shù)

右鍵單擊模型樹下器件名稱，點擊Set meshing levels，在出現(xiàn)的對話框中輸入級數(shù)，點擊Done表示完成。

圖10  設(shè)置多級網(wǎng)格

使用同類操作對水冷板、水體主體、水體進出段、水體進出口、熱源分別設(shè)置網(wǎng)格級數(shù)為3、3、2、2、2，其余模型采用默認值（0級）。

2、生成網(wǎng)格

點擊快捷工具欄中的網(wǎng)格劃分按鈕 ，打開劃分網(wǎng)格窗口，按照如圖輸入，圖中沒有顯示的部分采取默認值，然后點擊Generate生成網(wǎng)格。 

圖11 劃分網(wǎng)格面板

3、網(wǎng)格檢查

選擇模型樹下的不同器件，單擊網(wǎng)格劃分面板的Display，選擇Surface、Solid fill，可檢查劃分網(wǎng)格是否貼體。從圖中可以看到劃分的網(wǎng)格完全貼體幾何模型，整體模型的網(wǎng)格質(zhì)量較好；點擊Cut plane，可以檢查不同切面的網(wǎng)格分布。

圖12 網(wǎng)格的貼體檢查

通過切面網(wǎng)格可以發(fā)現(xiàn)，模型中所有間隙（包含翅片之間）的網(wǎng)格個數(shù)都大于3個，滿足ANSYS Icepak對流體區(qū)域網(wǎng)格的要求。

4、網(wǎng)格質(zhì)量準則檢查

單擊網(wǎng)格劃分面板的Quantity，依次單擊Face alignment，Volume，Skewness，在窗口中將出現(xiàn)相應準則的數(shù)值?？梢钥闯?，劃分的網(wǎng)格均滿足相應的質(zhì)量標準。

圖13 網(wǎng)格質(zhì)量的檢查

第六步：求解設(shè)置

1、基本參數(shù)設(shè)置

點擊左上角區(qū)域Basic parameter，忽略輻射換熱，選擇流態(tài)為Turbulent湍流，其余采取默認值，點擊Accept確認。

圖14 基本參數(shù)輸入（一）

2、求解設(shè)置

點擊Basic settings，設(shè)置迭代步數(shù)300，其余采取默認值，點擊Accept確認。

圖15 基本參數(shù)輸入（二）

3、并行計算設(shè)置

點擊Parallel settings，點擊Parallel，輸入并行計算的核數(shù)（本案例為4），其余采取默認值，點擊Accept確認。

圖16 基本參數(shù)輸入（三）

4、計算

點擊計算功能按鈕 ，保持默認參數(shù)，進行計算。視圖區(qū)域會出現(xiàn)殘差曲線以及監(jiān)控點溫度、速度變化曲線，待計算結(jié)果達到殘差標準后計算收斂、停止；可以看出，隨著殘差曲線達到收斂標準，監(jiān)控點的溫度、速度將平穩(wěn)不變。

圖17 殘差曲線及溫度速度監(jiān)控點曲線

第七步：后處理顯示

1、Object face體處理

單擊快捷工具欄的 命令，打開Object face面板，在下拉菜單選擇后處理的模型對象，選擇下方的Show contours，可以顯示所選對象溫度云圖；選擇Show particle traces可以顯示失重粒子跡線分布圖。單擊快捷工具欄的探針 ，可以在溫度云圖中顯示不同區(qū)域的具體溫度數(shù)值。

圖18 體后處理顯示設(shè)置

圖19 后處理結(jié)果顯示

2、Plane cut切面處理

單擊Plane cut ，打開切面的后處理面板，勾選Show contours，可以進行切面溫度（也可以選擇其他變量）云圖顯示；選擇Show vectors，可顯示切面的速度矢量圖。

圖20 切面后處理的設(shè)置

切面的溫度云圖以及速度矢量圖如圖所示：

圖21  切面溫度云圖及速度矢量圖顯示

3、Summary report定量后處理    

打開Summary report，點擊New，在Object下選擇inlet，在Value下選擇Mass flow；同理，建立出口outlet的定量統(tǒng)計選項；點擊Write，可以輸出進出口的質(zhì)量流量；將Summary report中的Value改為Temperature，可以統(tǒng)計進出口的溫度。

圖22 定量統(tǒng)計表    

根據(jù)公式 :

在熱仿真模型中，熱源總熱耗2000w；那么相對誤差（2012-2000）/2000=0.6%，根據(jù)進出口的質(zhì)量統(tǒng)計及誤差分析，可以看出，本案例計算質(zhì)量守恒、能量守恒，熱流計算完全收斂。