ansys散熱模擬的案例
ANSYS Icepak應用于LED球泡燈的散熱模擬計算
對球泡燈設計而言，一個最重要的方面是散熱器的設計。通常散熱器由壓鑄鋁制造（因為它的形狀比較復雜），但是壓鑄鋁的導熱率比較低。因此散熱器經(jīng)常被設計成體積笨重的模型。如果使用高密度鑄鋁（導熱率與鋁型材接近）來制造散熱器，可以改進LED球泡燈的熱可靠性。
挑戰(zhàn)：LED球泡燈的散熱器通常需要考慮美觀等要求。對不同的散熱器進行必要的簡化（不影響其散熱性能，比如刪除小尺寸倒角、安裝孔等等），使用熱分析軟件建立相應的CFD熱仿真模型，詳細捕捉異形復雜的散熱器幾何結構，進行CFD分析計算，可以預測洞悉LED球泡燈的熱流特性。
結果：在熱分析軟件Icepak中，分別設置散熱器模型為壓鑄鋁和高密度鑄鋁（HDDC），進行兩種工況的CFD模擬計算，可以發(fā)現(xiàn)，如果散熱器使用壓鑄鋁，則模型最高溫度為137C；如果散熱器使用高密度鑄鋁，則模型最高溫度為127C，降低了10C。
壓鑄鋁散熱器計算結果
高密度鑄鋁散熱器計算結果
使用Icepak進行熱仿真時，必須建立準確的散熱器熱模型，促使網(wǎng)格精確捕捉散熱器復雜的細節(jié)特征，才能得到LED球泡燈準確的CFD計算結果。
將優(yōu)化后的散熱器放置在更高熱耗的球泡燈上，可以發(fā)現(xiàn)，LED球泡的熱性能仍然低于LED燈珠的最高限制。如果在LED鋁基板（PCB板）與鑄鋁散熱器之間添加導熱墊片，LED球泡燈的溫度可以更低，熱可靠性更高。
另外，AAVID使用Icepak對某植物生長照明LED燈進行了熱仿真優(yōu)化計算，通過計算，發(fā)現(xiàn)其溫度較高，LED的壽命減少。
對LED燈珠和電源驅動進行了優(yōu)化設計，使得其壽命達到10年以上。
作者：王永康，安世亞太高級工程師、ANSYS Icepak產品經(jīng)理
首發(fā)：仿真秀公眾
展開 LED散熱模擬
LED散熱模擬
CFdesignCPU散熱器模擬
jswz-52.part2.rar
jswz-52.part1.rar
ANSYS workbench 芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習芯片的三維模型處理
2、學習芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析步的建立
3、學習芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析的載荷施加
4、學習芯片穩(wěn)態(tài)散熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 芯片穩(wěn)態(tài)散熱分析分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
操作教程 | FLUENT散熱器熱輻射模擬
啟動FLUENT并導入網(wǎng)格
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 2022→Fluid Dynamics→Fluent 2022命令，啟動Fluent 2022。
（2）單擊主菜單中File→Read→Mesh命令，導入.msh網(wǎng)格文件。
2. 定義模型
單擊命令結構樹中General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板，Solver中Time選擇Steady。勾選Gravity，在Z中填入-9.81m/s2。
3. 設置材料
單擊主菜單中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，彈出Create/Edit Materials（材料）對話框。單擊Fluent Database按鈕彈出Fluent Database Materials對話框，選擇water-liquid單擊Copy按鈕確認。
4. 設置能量方程
在模型設定面板，激活能量方程。
5. 設置湍流模型
在模型設定面板Models中雙擊Viscous按鈕，彈出Viscous Models對話框，勾選Realizable k-epsilon模型。
6. 設置邊界條件
（1）單擊主菜單中Physics→Zones→Boundaries按鈕啟動的邊界條件面板。
（2）在邊界條件面板中，設置inlet的參數(shù)如下圖所示。
（3）設置wall-fluid_domain的參數(shù)如下圖所示。
（4）設置wall-solid_fin的參數(shù)如下圖所示。
7.
展開 【ANSYS線上直播回看】Ansys Icepak電子散熱2020 R1新功能介紹
『點擊觀看直播回放』
目前，ANSYS Icepak 分為 AEDT-Icepak 和 Classic-Icepak 兩大版本。作為新一代的電子散熱仿真工具，AEDT-Icepak偏重于電和熱的耦合，也更加適合于電工程師的操作習慣，產品一經(jīng)推出，便受到了廣大電/熱工程師的歡迎。AEDT-Icepak 2020 R1版本已具備主流模塊的雙向電熱耦合功能，并且繼續(xù)遷移 Classic-Icepak 的功能，如全功能的瞬態(tài)熱仿真，可大大提高生效效率的 Toolkits 工具箱，同時引入一些新功能，如純導熱問題的 Part-by-Part meshing 功能、輕量模型導入功能等。Classic-Icepak 2020 R1 版本加入臨時的 Sherlock 數(shù)據(jù)導入流程，并改善了若干已有功能。
此次網(wǎng)絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網(wǎng)絡直播錄播內容，供大家回看學習。
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展開 基于ANSYS的水冷電機控制器散熱仿真分析
[2] 楊雄鵬,張磊,曹倫,等.IGBT用水冷板式散熱器的數(shù)值模擬[J].電子機械工程,2014(4):43-46.
[3] 丁杰,李江紅,陳燕平,等.流動狀態(tài)與熱源簡化方式對IGBT水冷板仿真結果的影響[J].機車電傳動,2011(5):21-25.
[4] 張程,張卓.IGBT大功率模塊水冷散熱系統(tǒng)的設計[J].自動化應用,2016(5):9-11,15.
[5] 苗苗,王碩,李雪冬.S形水道水冷板傳熱特性研究[J].鐵道機車與動車,2013(12):16-18,42.
[6] 王玉玨,杜雪濤.水冷式熱管散熱器在服務器中的應用研究[J].機械設計與制造,2015(5):39-42.
文章來源：設備管理與維修
展開 ANSYS workbench杯子穩(wěn)態(tài)散熱分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習杯子的三維模型處理
2、學習杯子穩(wěn)態(tài)散熱分析步的建立
3、學習杯子穩(wěn)態(tài)散熱分析的載荷施加
4、學習杯子穩(wěn)態(tài)散熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 杯子穩(wěn)態(tài)散熱分析分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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ANSYS workbench杯子瞬態(tài)散熱分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習杯子的三維模型處理
2、學習杯子瞬態(tài)散熱分析步的建立
3、學習杯子瞬態(tài)散熱分析的載荷施加
4、學習杯子瞬態(tài)散熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 杯子瞬態(tài)散熱分析分析。
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4/26 Ansys電子散熱風扇葉片優(yōu)化
時間
2022年4月26日（周二）16:00-17:00
費用
免費
講師簡介
周小俠|Ansys
Ansys中國CPS團隊高級應用工程師。負責芯片封裝系統(tǒng)相關產品的支持和研究工作。本碩就讀于電子科技大學電磁場專業(yè)。先后就職于長虹、CST China，摩托羅拉和思科，分別從事雷達天線設計、電磁場仿真軟件支持、基站PA設計和交換機EMC仿真工作。
點擊報名：https://v.ansys.com.cn/Live/ywUPKq4G?source=jishulink
基于Ansys Icepak的散熱器優(yōu)化
由于第4次迭代對應的散熱器質量小于第3次迭代對應的散熱器質量，因此icepak給出的最優(yōu)解為第4次迭代對應的散熱器參數(shù)（fin_h為7.3mm，fin_count為13）。
查看此時的溫度云圖，系統(tǒng)最高溫度為69.7℃，滿足低于70℃的要求。
6. 總結
本文通過Ansys Icepak的優(yōu)化功能對散熱器進行優(yōu)化設計，使得電子系統(tǒng)的溫度能處于規(guī)定的溫度范圍之內，說明電子產品在熱設計過程中，利用Icepak的優(yōu)化功能可以方便有效地對散熱器的形狀、質量、熱阻等進行優(yōu)化，以達到設計要求。
展開 
IGBT用3D復合熱管散熱器的數(shù)值模擬與實驗驗證
圖10 整機實驗平臺搭建
3.6 模擬結果與實測結果對比
考慮海拔對空氣換熱系數(shù)的影響，有：
式中：，分別為高空和海平面的空氣換熱系數(shù)；，分別為高空和海平面的大氣壓力，牛頓冷卻公式為Q=A，假設換熱量Q不變，可推知在3000m海拔工況下的模塊溫升是海平面工況下的1.35倍。通過上述關系將實驗室測試結果修訂到3000m海拔工況，得到各IGBT的溫升分別為：47.9℃、48℃、48.2℃。
通過對比實驗數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結果，兩者評估的結果是一致的，可知該數(shù)值模擬結果是準確的，該數(shù)值模擬過程是可行的。
再根據(jù)Rjc=19.5K/KW, △Tjc=24.4℃可推算，在環(huán)境溫度50℃，3000m海拔工況下，采用3D復合熱管散熱器，各IGBT的最終結溫分別為：122.3℃、122.4℃、122.6℃，距國軍標II級（0.8）降額點140℃還有充足余量，可保證IGBT模塊長期安全可靠穩(wěn)定運行。
4 結論
隨著IGBT模塊單位體積功率密度的不斷增大，熱管作為傳熱元件越來越多地運用于散熱系統(tǒng)中，尤其是3D復合熱管散熱器，其具有體積小，導熱性能更加優(yōu)良，散熱效率更高等優(yōu)勢，逐漸被應用于超高功率密度的IGBT散熱設計系統(tǒng)中。可在有限的結構空間下，使得超高功率密度IGBT模塊溫度得到很好的控制，使得器件長期安全可靠穩(wěn)定地工作，同是保證了整機產品的可靠性。
參考文獻
[1] 盧申林．電子產品的散熱設計［Ｊ］．可靠性分析與研究，2004，12：46-48.
[2] 劉紅.熱管散熱器數(shù)值仿真模型．浙江：半導體光電，2012.4.
[3] 孫志堅.電子器件回路型熱管散熱器的數(shù)值模擬與試驗研究．浙江大學，2007.
展開 Ansys Icepak/AEDT的散熱分析優(yōu)化專題培訓
【培訓講師】 上海安世匯智流體技術專家
【培訓時間】 2023年9月6日-9月8日
【培訓費用】 4500元/人
【培訓等級】 中 級
【培訓地點】 上海安世匯智公司，上海市浦東新區(qū)平家橋路36號晶耀前灘5號樓9樓
【培訓特色】
—— 精品小班課，資深工程師授課
—— 項目經(jīng)驗豐富，精準匹配行業(yè)
—— 理論與上機結合，教學質量有保障
—— 真實案例教學，貼合企業(yè)實際需求
—— 設立分級課程，循序漸進培養(yǎng)仿真能力
—— 安世亞太官方培訓證書，豐富職業(yè)履歷
【培訓日程】
時間
具體內容
第一天
Icepak軟件基本功能特色介紹
Icepak模型庫、對象庫、材料庫等的詳細介紹
Icepak全局網(wǎng)格以及局部網(wǎng)格控制方法以及參數(shù)設置
基于Icepak模型建立方法
復雜對象建立、編輯對齊工具介紹
相關案例操作
第二天
物理模型介紹，自然對流、強迫對流等邊界條件設置講解
PCB熱分析方法以及參數(shù)設置
網(wǎng)格劃分技術介紹——非連續(xù)性網(wǎng)格的設置方法
瞬態(tài)分析計算設置
相關案例操作
第三天
Icepak/AEDT參數(shù)化分析流程簡介
Icepak/AEDT 參數(shù)化設計、分析（單物理場/多物理場耦合）方法
擬CEPAK/AEDT 優(yōu)化分析案例展示
Icepak優(yōu)化案例操作練習
綜合答疑
【報名鏈接】
https://www.wenjuan.com/s/jaQVVfE/
（開課前一周截止報名）
【小貼士】
· 本次課程有上機操作環(huán)節(jié)，我們會準備好電腦與軟件；若報名人數(shù)超額，則需部分學員攜帶自己的電腦，我們會為您裝好試用軟件。
· 本次課程含工作午餐，不含其他食宿費用。
· 關注”上海安世亞太“微^信^公^眾^號，掌握最新資訊
展開 4/21 Ansys電子散熱風扇葉片優(yōu)化
內容簡介
本課程將通過實際案例介紹Ansys Turbosystem產品在電子散熱風扇方面的優(yōu)化功能。針對不同類型的散熱風扇，Ansys提供基于OptiSLang的參數(shù)化葉型優(yōu)化方法和基于Fluent的無參伴隨求解優(yōu)化方法，用戶可通過本次視頻課程了解這2種方法的基本使用流程和適合的風扇類型，初步掌握它們的核心方法和操作步驟。
時間
2022年4月21日（周四）16:00-17:00
費用
免費
講師簡介
姚翔|Ansys
獲北京航空航天大學飛行器動力專業(yè)學士及碩士學位；2019加入Ansys中國負責旋轉機械軟件產品的售前技術支持及咨詢工作。
展開 ANSYS與FLUENT瞬態(tài)散熱模型對比
最近在做熱分析時，得到這樣一個ansys的算例——帶空金屬板冷卻的瞬態(tài)熱分析，使用fluent軟件進行了仿真，與ansys的結果做以對比。
問題描述如下：一長方形金屬板，板得長度為15cm，板得中央是一個半徑為1cm的圓孔。板得初始溫度為500℃，將其突然放置于溫度為20℃，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為100W/(㎡*℃)的流體介質中，試計算：
1）第1s及第50s這兩個時刻金屬板內的溫度分布；
2）金屬板上4個頂點在前50s內的溫度變化（本文只取左上角點A，如圖1所示）。
該金屬板得基本材料性質如下：
密度為5000kg/m3，比熱容為200J/(kg*℃)，導熱系數(shù)為5W/(m*℃)。
圖1
對于這個問題，模型比較簡單，本文對其操作步驟不再詳述，重點在對比ansysy和fluent的仿真結果上。
圖2
圖3
從上圖中可以看出，Ansys的分析結果：1s時，A點的最大溫度為499.999℃，最小溫度為464.98℃；50s時，最大溫度為437.713℃，最小溫度為270.812℃。Fluent仿真結果：1s時，A點的最大溫度為499.99℃，最小溫度為465.37℃；50s時，最大溫度為437.4℃，最小溫度為275.72℃。從上面的兩組數(shù)據(jù)可以看出，兩種軟件的結果是吻合的，相差在1%左右。
圖4
從上圖中可以看出，ANSYS和FLUENT的結果趨勢完全吻合，最大相差4%。
針對兩款軟件對此問題的求解的結果的差別，或許是求解方式上的差別，ansys是基于有限元的求解方法，fluent是基于有限體積的求解方法。
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