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1-简介

本文档是为初学者和高级用户提供的Icepak补充材料。它包括定义瞬态设置、求解和分析简单热管模型的说明。 本章包含以下主题:示例项目-热管

示例项目-热管

在这个项目中,您将学习如何定义数据集并分配瞬态设置。Icepak解决质量、动量和能量的守恒方程,以提供流动和热场。 alt text

#2-设置项目

本章包含以下主题:在下方“启动Ansys电子桌面”,l设置解决方案类型

启动Ansys电子桌面

安装Ansys Electronics Desktop应用程序后,应用程序的快捷方式将显示在桌面上

  1. 在“ Desktop ”功能区选项卡上,单击“Open Examples”。然后:
    a. 在出现的“打开”对话框中,单击父文件夹图标一次,将位置移到“示例”文件夹的上一级。
    b. 双击“帮助”文件夹,然后双击“Icepak”文件夹。
    c. 选择文件Heat_Pipe_Geometry.aedt,然后单击“打开”。
  2. 在“3D Modeler”窗口中显示模型。

注:可以通过选择“视图”>“网格设置”,然后在“网格间距”对话框中选择“隐藏”来隐藏网格。此外,还可以从“视图”>“坐标系”菜单中隐藏大型坐标三元组,并在3D模型器窗口底部显示较小的坐标三元组。

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  1. 从“文件”菜单中选择“Save As,”,并将项目保存到所需的作业目录中。

设置解决方案类型 将设计的解决方案类型指定为:

  1. 单击Icepak >Solution Type。此时将出现“Solution Type”对话框。
  2. 在“Solution types”下,选择“Transient”。
  3. 在“ Problem types”下,确保已选择“Temperature and Flow”,然后单击“确定”。

注:要自动将“瞬态”设置为新设计的默认解决方案类型,请选择“另存为默认”

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3-定义瞬态仿真设置

某些边界条件和原生三维组件参数可以定义为瞬态。在此模拟中,模块功率是瞬态的。我们还将检查风扇组件的“瞬态强度”选项。

注:请参阅主要Icepak帮助中的“瞬态热特性依赖关系”,以获取可以定义为瞬态的边界条件和本机3D组件参数的列表。

查看分段线性数据集

此瞬态仿真使用分段线性变化函数来定义块对象中的时变功率。请执行以下步骤以查看指定分段线性功率的数据集。

  1. 在Icepak菜单中,选择Design Datasets。
  2. 在 Datasets 对话框中,选择 ds_pwr 数据集并单击 Edit。
  3. 注意X和Y列的值。X列以秒为单位指定,而Y轴则指定了要应用于指定边界条件的总功率值的倍数。在这个项目中,数据集被分配给block_1边界条件。在下一节中,您将为模块分配瞬态功率,并查看在指定时间间隔内的总功率值。
  4. 单击“Cancel ”关闭 Edit Dataset 对话框。
  5. 单击“Done ”关闭 Datasets 对话框。 alt text

指定分段线性数据集

使用现有数据集将瞬态功率赋给块边界条件。

  1. 在Project Manager 中,展开Thermal 以查看分配的冰袋边界条件。
  2. 双击block_1。
  3. .对于Total Power,启用复选框并从下拉列表中选择 Transient。
  4. 单击Edit ,以打开Total Power - Transient Variation 对话框。
  5. 对于Variation function,选择 Piecewise Linear。
  6. 对于S0,输入25瓦。
  7. 对于Variation,选择ds_pwr。
  8. 单击“应用”将分段线性数据集分配给变化函数。曲线更新 alt text
  9. 单击“确定”关闭“总功率-瞬态变化”对话框。
  10. 单击“确定”关闭“阻塞热模型”对话框。

查看瞬态风扇选项

此模型还包括一个风扇原生3D组件。打开风扇属性以查看其瞬态选项“瞬态强度”。

  1. 在“Project Manager ”中,展开“ 3D Components ”。
  2. 右键单击“fan_1_1”,然后选择“Edit Definition ”。
  3. 在“Property ”选项卡上,单击 “Transient Strength ”旁边的复选框。
  4. 查看“Transient Strength - Transient Variation ”对话框。注意“Variation function”功能选项。
  5. 此模拟不包括 Transient Strength,因此单击“取消”关闭“Transient Strength - Transient Variation”对话框。
  6. 单击“Cancel”关闭“Fan Component”对话框。

4-查看“解决”设置并运行分析

在运行分析之前,请查看求解设置中的可用瞬态选项。

检查“计算设置”

  1. 在“Project Manager,”中,展开“Analysis”。

  2. 双击“Setup1”,打开“Icepak Solve Setup Dialog”。

  3. 在“General”选项卡上,输入“Transient Setup”下的设置。模拟持续时间为30秒,每2秒发生一次时间步长,每个时间步长将进行150次迭代。 alt text

  4. 单击“Preview”以显示“Variations Preview”对话框,该对话框显示所有定义为瞬态的分析参数。将显示块对象的瞬态功率。关闭对话框。 alt text

  5. 在“ Save Fields”选项卡上,输入1以确保每次时间步长都会保存用于后处理的字段。注意“Varying”选项,它允许您使用瞬态变化函数以不同的间隔保存字段数据。 alt text

  6. 单击“确定”关闭 Icepak Solve Setup Dialog。

运行分析并监视结果

  1. 在“项目管理器”中,右键单击“Analysis”并选择“Analysis”。

  2. 右键单击“Setup1”,然后选择“Thermal Monitor”以打开“Solutions”对话框。

  3. 注意监测器图上的X轴是时间(s)。该图显示每个时间步的监测器温度数据。 alt text 4.单击“Flow Monitor”选项卡,查看每个时间步的监视器流量数据。 alt text

  4. Click Close.

5-对数据进行后处理

分析完成后,对结果进行后处理,以审查不同时间点的温度数据。

创建 Fields Summary

创建字段汇总报告,以显示每个时间步长的块温度。

  1. 在“项目管理器”中,右键单击“Field Overlays”。
  2. 选择“Create Fields Summary”。
  3. 在“Fields Summary”对话框中,在“Time”下拉列表中选择“All times”。
  4. 在“Setup Calculation”对话框中,保留r Entity Type, Geometry Type, and Side.。
  5. 在“Entity”下,选择“block_1”。
  6. 在“Quantity”下,选择“Temperature”。

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  1. 从“Add”下拉列表中,选择“Add as a Single Calculation”。
  2. 在“ Fields Summary”对话框中,查看每个时间步长的块温度。
  3. Click OK. alt text

创建温度图

  1. 在历史树中,展开“Solids”。
  2. 展开“material_1”、“material_3”和“material_4”。
  3. 按下Shift键并选择“material_1”、“material_3”和“material_”下的所有几何体。
  4. 在3D建模器窗口中右键点击。
  5. 选择“Plot Fields > Temperature > SurfTemperature.”。
  6. 在“Intrinsic Variables”下,选择Time of 24s.。
  7. 选择 Plot on surface only。
  8. Click Done.

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修改温度曲线范围

为了增强温度曲线动画的可视化效果,首先修改显示的温度范围。

  1. 在“三维建模器”窗口中,右键单击温度图例并选择修改。

  2. 在“热管-温度”对话框中,单击缩放选项卡。

  3. 选择使用限制并输入以下值:
    l Min: 22
    l Max: 35

  4. Click Apply and then Close. alt text

为温度图添加动画

  1. 在“Project Manager ”中,展开“Field Overlays > Temperature ”。
  2. 右键单击“SurfTemperature1”,然后选择“Animate”。
  3. 在“Select Animation”对话框中,单击“确定”。
  4. 在“Animation”对话框中,调整“Speed”滑块以减慢动画。
  5. 完成查看动画后,关闭“Animation”对话框。 alt text