ICEPAK軟件由全球最優(yōu)秀的計(jì)算流體力學(xué)軟件提供商Fluent公司，專門為電子產(chǎn)品工程師定制開發(fā)的專業(yè)的電子熱分析軟件。借助ICEPAK的分析和優(yōu)化結(jié)果，用戶可以減少設(shè)計(jì)成本、提高產(chǎn)品的一次成功率（get-right-first-time）、改善電子產(chǎn)品的性能、提高產(chǎn)品可靠性、縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間。

ICEPAK做為專業(yè)的熱分析軟件，可以解決各種不同尺度級(jí)別的散熱問題：

環(huán)境級(jí) —— 機(jī)房、外太空等環(huán)境級(jí)的熱分析

系統(tǒng)級(jí) —— 電子設(shè)備機(jī)箱、機(jī)柜以及方艙等系統(tǒng)級(jí)的熱分析

板 級(jí) —— PCB板級(jí)的熱分析

元件級(jí) —— 電子模塊、散熱器、芯片封裝級(jí)的熱分析

ICEPAK的應(yīng)用領(lǐng)域

ICEPAK軟件廣泛應(yīng)用于通訊、航天航空電子設(shè)備、電源設(shè)備、通用電器及家電等領(lǐng)域。

ICEPAK軟件的著名客戶有：通訊業(yè)中的華為、中興、上海阿爾卡特-貝爾、施耐德電氣、UT斯達(dá)康、愛立信、上海GE、華為3com、AT&T、Motorola、Aval Communication、Cisco、Fuji Electric、Lucent、Mitsubishi Electric等；計(jì)算機(jī)業(yè)中的Compaq、HP、IBM、Intel、NEC、SGI、SGI/Cray、DELL、Apple、Sun等；航天航空電子設(shè)備中的西南電子研究所、石家莊通信技術(shù)所、南京電子信息研究所、廣州通信技術(shù)研究所、航空雷達(dá)研究所、航空飛行控制研究所、航天計(jì)算機(jī)所、西安電子設(shè)備研究所、咸陽電子設(shè)備研究所、北京電子科學(xué)院、中科院電子所、Lockheed Martin、Boeing、TRW Avionics、Chrysler、Allied Signal等；通用電器及家電業(yè)中的Fuji Electric、Sony、3Com、3M、GE等。

快速幾何建模

友好界面和操作——完全基于Windows風(fēng)格的界面。依靠鼠標(biāo)選取、定位以及改變定義對(duì)象的大小，使用鼠標(biāo)拖拽方式，因而建模過程非常方便快捷；

基于對(duì)象建模——箱體、塊、風(fēng)扇、PCB板、通風(fēng)口、自由開口、空調(diào)、板、壁面、管道、源、阻尼、散熱器、離心風(fēng)機(jī)、各種封裝件模型等，用戶可以直接從ICEPAK的菜單調(diào)用現(xiàn)成的模型，無須從點(diǎn)、線、面開始建模；

各種形狀的幾何模型——六面體、棱柱、圓柱、同心圓柱、橢圓柱、橢球體，斜板、多邊形板、方形或園形板，在這些基本模型基礎(chǔ)上可以構(gòu)造出各種復(fù)雜形狀的幾何模型；

大量的模型庫——材料庫：包括各種氣體、液體、固體以及金屬與非金屬材料庫；風(fēng)扇庫：包括Delta, Elina, NMB, Nidec, Papst, EBM, SanyoDenki等廠家的風(fēng)扇模型；封裝庫：各種BGA、QFP、FPBGA、TBGA封裝模型，用戶可以隨時(shí)上網(wǎng)更新自己的模型庫；用戶還可以用已經(jīng)創(chuàng)建好的模型建立自己的庫；

ECAD/IDF輸入——IDF（如Cadence, Mentor Graphics, Zuken, Synopsys等）格式的文件直接輸入；

專用的CAD軟件接口IcePro——IcePro可以直接導(dǎo)入CAD模型，如Assembly, Part, Iges, Step, Sat格式文件，并能自動(dòng)轉(zhuǎn)化為ICEPAK模型。適用的CAD軟件有：Pro/E, UG, I-deas, Catia, Solidworks, Solidedge等。

強(qiáng)大的zoom-in功能

ICEPAK提供的zoom-in功能能夠自動(dòng)將上一級(jí)模型的計(jì)算結(jié)果傳遞到下一級(jí)模型，從系統(tǒng)級(jí)到板極，從板極到元件級(jí)，層層細(xì)化，大大提高您的工作效率。而且ICEPAK軟件是通過Profile文件在級(jí)與級(jí)之間傳遞非均勻分布的邊界數(shù)據(jù)，確保了計(jì)算精度。使用鼠標(biāo)進(jìn)行拖放，操作非常簡(jiǎn)便。

先進(jìn)的網(wǎng)格技術(shù)

ICEPAK具有自動(dòng)化的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成能力。支持四面體、六面體以及混合網(wǎng)格，因而可以生成高質(zhì)量的計(jì)算網(wǎng)格，并能完全保持幾何邊界形狀。ICEPAK還提供了強(qiáng)大的網(wǎng)格檢查功能，可以檢查出質(zhì)量較差（細(xì)長(zhǎng)比、扭曲率、最小體積）的網(wǎng)格。另外，網(wǎng)格疏密可以由用戶自行控制，如果需要，可對(duì)某個(gè)元件的網(wǎng)格進(jìn)行加密，局部加密不會(huì)影響到其它區(qū)域和元件的網(wǎng)格。

非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格技術(shù)——可以逼近各種形狀復(fù)雜的幾何，大大減少網(wǎng)格數(shù)目，保持幾何邊界形狀，提高計(jì)算精度；

非連續(xù)網(wǎng)格——在保持計(jì)算精度的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步減少網(wǎng)格數(shù)目，加快計(jì)算速度，提高工作效率；

四面體網(wǎng)格——不需要做任何幾何上的簡(jiǎn)化和近似，可對(duì)形狀極復(fù)雜的模型劃分網(wǎng)格，從而保證求解精度；

混合網(wǎng)格-——在形狀復(fù)雜的區(qū)域生成四面體網(wǎng)格，其它區(qū)域生成六面體網(wǎng)格，減少網(wǎng)格數(shù)量的同時(shí)提高計(jì)算精度。

參數(shù)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)功能

布爾參量：可以通過設(shè)計(jì)變量來定義任何一個(gè)復(fù)選框――active、湍流、輻射、風(fēng)扇失效等，對(duì)這些變量參數(shù)化，來控制這些復(fù)選框的狀態(tài)。在參數(shù)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)中使用布爾參量可實(shí)現(xiàn)對(duì)某些復(fù)雜熱控過程的仿真。如多種散熱方案的參數(shù)化計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)；對(duì)風(fēng)扇失效的驗(yàn)證比較等。

參數(shù)化設(shè)計(jì)：任意量都可設(shè)置成變量，通過變量的參數(shù)化控制來完成不同工況、不同結(jié)構(gòu)、不同狀態(tài)的統(tǒng)一計(jì)算，計(jì)算結(jié)果自動(dòng)生成函數(shù)曲線，從而使模擬過程更加高效、智能和便捷。

1．流動(dòng)和熱參數(shù)：能夠?qū)崿F(xiàn)多工況的統(tǒng)一計(jì)算，如風(fēng)扇風(fēng)量、模塊功率、過孔板的開孔率等；

2．結(jié)構(gòu)參數(shù)：能在模擬中自動(dòng)完成結(jié)構(gòu)和幾何的變化，如風(fēng)扇位置、導(dǎo)風(fēng)板角度；

3．狀態(tài)參數(shù)：能夠比較不同狀態(tài)的計(jì)算結(jié)果，如輻射對(duì)計(jì)算的影響，多種散熱方案的比較。

優(yōu)化設(shè)計(jì)：通過對(duì)變量自動(dòng)優(yōu)化，獲得熱設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。ICEPAK的優(yōu)化算法使用的是經(jīng)典的梯度算法，可以實(shí)現(xiàn)最大求解規(guī)模為50個(gè)基本設(shè)計(jì)變量、10個(gè)約束方程的優(yōu)化計(jì)算；通過基本函數(shù)或者復(fù)合函數(shù)構(gòu)筑一個(gè)目標(biāo)函數(shù)來完成優(yōu)化計(jì)算。這種算法的魯棒性（Robustness）更強(qiáng)，使得優(yōu)化設(shè)計(jì)過程更簡(jiǎn)單直觀，算法的容錯(cuò)性更強(qiáng)，結(jié)果精度更高，計(jì)算速度更快。

豐富的物理模型

強(qiáng)迫對(duì)流、自然對(duì)流和混合對(duì)流模型

熱傳導(dǎo)模型、流體與固體耦合傳熱模型、 物體表面間的熱輻射模型

層流、湍流，穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)問題

多種流體介質(zhì)問題（空氣+水冷卻等）

強(qiáng)大的解算功能

求解器----FLUENT，全球最強(qiáng)大的CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）求解器

有限體積方法(Finite Volume Method), 結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的求解器

并行算法，能夠?qū)崿F(xiàn)任何操作系統(tǒng)下的網(wǎng)絡(luò)并行運(yùn)算

太陽花散熱器

強(qiáng)大的可視化后置處理

面向?qū)ο蟮摹⑼耆傻暮笾锰幚憝h(huán)境

速度矢量圖、等值面圖、云圖、等值面圖、跡線圖

圖片輸出格式有：postscripts, PPM, TIFF, GIF,

JPEG和RGB

動(dòng)畫輸出格式有：Avi, MPEG, Gif

計(jì)算結(jié)果可以輸出到 I-deas, Patran,

Nastran,Ansys等結(jié)構(gòu)分析軟件

ICEPAK軟件的應(yīng)用

輻射模型的仿真

在自然對(duì)流和空間熱分析中，輻射傳熱占據(jù)了很大的比重。ICEPAK軟件提供了多種輻射模型來進(jìn)行高精度的輻射換熱模擬。廣泛應(yīng)用在地面及外太空系統(tǒng)的輻射分析中。由于實(shí)際物理問題幾何千差萬別，角系數(shù)的計(jì)算非常復(fù)雜。要想保證計(jì)算的精度，單一的角系數(shù)計(jì)算模型很難適用于各種情況。在ICEPAK軟件中提供了多種輻射模型，可以滿足任何工況。

半立方體模型（Hemicube）：Hemicube模型是經(jīng)典的角系數(shù)計(jì)算模型，比較適合幾何比較復(fù)雜的問題，求解速度快。

自適應(yīng)模型（Adaptive）：Adaptive模型會(huì)根據(jù)兩個(gè)輻射表面的位置自動(dòng)選擇最合適的角系數(shù)計(jì)算方法：

1．Monte Carlo積分法 —— 兩個(gè)表面之間的輻射被其它物體部分遮擋；

2．幾何分析法 —— 兩個(gè)表面之間的輻射完全無遮擋，且兩個(gè)表面離得很近；

3．Gauss求積法 —— 兩個(gè)表面之間的輻射完全無遮擋，但兩個(gè)表面離得較遠(yuǎn)。

目前商業(yè)熱分析軟件中只有ICEPAK擁有如此豐富的輻射模型，可以在各種計(jì)算工況中都可以獲得很高的求解精度。其它的商業(yè)軟件大多只有其中的某一種角系數(shù)計(jì)算方法，應(yīng)用面很窄，很難保證計(jì)算精度。

封閉機(jī)箱電子系統(tǒng)的仿真

有一些電子系統(tǒng)必須使用封閉機(jī)箱，機(jī)箱內(nèi)部元件的熱量通過導(dǎo)熱板傳送到機(jī)箱，然后在機(jī)箱表面通過自然對(duì)流或強(qiáng)迫對(duì)流進(jìn)行散熱。如上圖所示，熱量通過導(dǎo)熱板傳到箱體上下兩族散熱波紋板（紫色狹窄區(qū)域），由箱體右側(cè)的兩個(gè)風(fēng)扇抽風(fēng)，空氣流過上下兩族散熱波紋板層進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷，箱體內(nèi)部和外界是隔離的，箱體內(nèi)部空氣形成封閉的自然對(duì)流。這類問題的難點(diǎn)在于箱體內(nèi)外為兩個(gè)不同區(qū)域，箱內(nèi)流場(chǎng)為封閉的自然對(duì)流場(chǎng)，箱體外部流場(chǎng)為強(qiáng)迫對(duì)流或者自然對(duì)流；另外，輻射和導(dǎo)熱模擬的精度也關(guān)系到計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。ICEPAK的非連續(xù)網(wǎng)格能對(duì)局部區(qū)域進(jìn)行加密（如波紋板），提高計(jì)算精度，同時(shí)減少網(wǎng)格數(shù)目以提高收斂速度；豐富的輻射模型能夠滿足任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的計(jì)算需要。在這類封閉機(jī)箱電子系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)方面，ICEPAK有大量的成功案例。

具有復(fù)雜風(fēng)道的HVAC系統(tǒng)的仿真

對(duì)HVAC系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化的難點(diǎn)在于風(fēng)道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流場(chǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。可以通過ICEPAK軟件的接口模塊從Pro/E、Solidworks等CAD軟件的模型自動(dòng)完成復(fù)雜幾何的建模；使用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格能對(duì)任意復(fù)雜的幾何進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到完全保持邊界形狀的計(jì)算網(wǎng)格；ICEPAK能提供多種湍流模型（0方程模型，標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型，RNG k-ε模型等），使得復(fù)雜風(fēng)道的邊界層分離、回流等流場(chǎng)結(jié)構(gòu)模擬的更加準(zhǔn)確。

ICEPAK的背景

ICEPAK是美國(guó)Fluent公司開發(fā)的熱分析軟件。Fluent公司起源于1983年，其CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）技術(shù)和技術(shù)支持都是一枝獨(dú)秀，是目前全球最有影響的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）軟件商和咨詢服務(wù)商，它在該領(lǐng)域的全球市場(chǎng)份額超過40%。

Fluent公司除了ICEPAK軟件以外，還提供如下電子行業(yè)軟件：

IceBoard： 板級(jí)熱分析軟件

IceChip： 封裝級(jí)熱分析軟件

IceMax： 先進(jìn)的IC封裝寄生參數(shù)提取工具

IceWave： 電磁兼容仿真軟件

IcePro： 專用的CAD接口軟件，可將CAD模型轉(zhuǎn)化成IcePak模型

Qfin： 散熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件

軟件支持平臺(tái)

基于Windows NT，Windows 2000 /XP/2003的PC機(jī)，以及UNIX，LINUX的工作站。