ANSYS Icepak 2020电子散热从入门到精通（案例实战版)
目 录
第1章 ANSYS Icepak概述
1.1 Icepak概述及工程应用
1.2 Icepak 启动及界面简介
1.2.1 启动选项说明
1.2.2 操作界面说明
1.2.3 主菜单栏
1.2.4 模型树
1.2.5 自建模工具栏
1.2.6 编辑模型命令
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第1章 ANSYS Icepak概述
1.1 Icepak概述及工程应用
1.2 Icepak 启动及界面简介
1.2.1 启动选项说明
1.2.2 操作界面说明
1.2.3 主菜单栏
1.2.4 模型树
1.2.5 自建模工具栏
1.2.6 编辑模型命令
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丁学凯，毕业于北京航空航天大学，研究生学历，高级职称，现就职于中国科学院某研究所，长期从事国家重大专项相关科研工作，精通ANSYS Fuent、Icepak、ABAQUS等工程分析软件，擅长结构分析、电子散热设计与分析、流体仿真等，从事相关工作近二十年，拥有丰富的工程项目分析经验。
ANSYS Icepak 2020是ANSYS系列软件中针对电子行业的散热仿真优化分析软件。电子行业所涉及的散热、流体等相关工程问题均可使用ANSY Icepak进行求解模拟计算。本书分为两部分，包含12章内容，由浅入深地讲解ANSYS Icepak仿真计算的各种功能。部分主要讲解Icepak软件概述、几何模型的创建及导入、网格划分方法和物理模型定义及计算设置等内容；第二部分针对Icepak软件不同的传热方式及功能结合案例进行详细讲解，包括电子设备风冷散热、电子设备水冷散热、电子设备辐射及热管散热、PCB散热、参数化求解、芯片封装散热和运用宏命令进行数据中心及TEC制冷散热等，涉及电力电子、机械、航空航天、汽车及电气等相关行业工程中的应用。 本书结构严谨、条理清晰、重点突出，非常适合ANSYS Icepak的初中级读者学习，既可作为高等院校理工科相关专业的教材，也可作为相关行业工程技术人员及相关培训机构教师和学员的参考书。
目 录
第1章 ANSYS Icepak概述
1.1 Icepak概述及工程应用
1.2 Icepak 启动及界面简介
1.2.1 启动选项说明
1.2.2 操作界面说明
1.2.3 主菜单栏
1.2.4 模型树
1.2.5 自建模工具栏
1.2.6 编辑模型命令
1.2.7 对齐匹配命令
1.2.8 图形显示区域
1.2.9 消息窗口
1.2.10 自定义库的建立及使用
1.3 本章小结
第2章模型创建详解
2.1 Icepak建模简述
2.1.1 自建模方式
2.1.2 CAD 模型导入
2.1.3 ECAD模型导入
2.2 基于对象建模
2.2.1 计算区域 Cabinet
2.2.2 装配体 Assembly
2.2.3 Heat Exchanger 换热器
2.2.4 Opening 开口
2.2.5 Periodic Boundaries 周期性边界条件
2.2.6 Grille 二维散热孔、滤网
2.2.7 Source 热源
2.2.8 PCB 电路板
2.2.9 Plate 板
2.2.10 Enclosures 腔体
2.2.11 Wall 壳体
2.2.12 Block 块
2.2.13 Fan轴流风机
2.2.14 Blower 离心风机
2.2.15 Resistance阻尼
2.2.16 Heatsink 散热器
2.2.17 Package芯片封装
2.2.18 Materials材料创建
2.3 导入CAD模型
2.4 导入EDA模型
2.4.1 EDA-IDF几何模型导入
2.4.2 EDA电路布线过孔导入
2.4.3 EDA封装芯片模型导入
2.5 本章小结
第3章网格划分详解
3.1 网格控制
3.1.1 ANSYS Icepak网格类型及控制
3.1.2 Hexa Unstructured网格控制
3.1.3 Mesher-HD网格控制
3. 2 网格显示
3. 3 网格质量检查
3.4 网格优先级
3.5 非连续性网格
3.5.1 非连续性网格概念
3.5.2 非连续性网格的创建
3.5.3 非连续性网格划分的规则
3.6 Multi - Level多级网格
3.6.1 Multi-Level（MIL）多级网格概念
3.6.2 多级网格的设置
3.7 网格划分的原则与技巧
3.7.1 ANSYS Icepak网格划分原则
3.7.2 确定模型多级网格的级数
3.8 本章小结
第4章物理模型及求解设置详解
4.1 自然对流传热模型
4.1.1 自然对流控制方程及设置
4.1.2 自然对流模型的选择
4.1.3 自然对流计算区域设置
4.1.4 自然冷却模拟设置步骤
4.2 辐射传热模型
4.2.1 Surface to Surface（S2S）模型
4.2.2 Discrete Ordinates（DO）模型
4.2.3 Ray tracing radiation model 光线追踪法模型
4.2.4 三种辐射模型的比较与选择
4.3 太阳热辐射模型
4.4 求解设置
4.4.1 物理模型定义设置
4.4.2 物理问题向导定义设置
4.4.3 求解计算基本设置
4.4.4 求解计算设置
4.4.5 ANSYS Icepak 计算收敛标准
4.5 本章小结
第5章风冷散热案例详解
5.1 机柜内翅片散热器散热性能仿真分析
5.1.1 项目创建
5.1.2 几何结构及性能参数设置
5.1.3 网格划分设置
5.1.4 物理模型设置
5.1.5 求解计算
5.1.6 计算结果分析
5.2 射频放大器散热性能仿真分析
5.2.1 项目创建
5.2.2 几何结构及性能参数设置
5.2.3 网格划分设置
5.2.4 物理模型设置
5.2.5 求解计算
5.2.6 计算结果分析
5.5 本章小结
第6章PCB电路板散热案例详解
6.1 IDF文件导入
6.1.1 项目创建
6.1.2 IDF文件导入
6.2 PCB电路板导入及热仿真分析
6.2.1 项目创建
6.2.2 模型导入
6.2.3 网格划分设置
6.2.4 只考虑导热下模型设置及计算
6.2.5 考虑其他功率器件下模型设置及计算
6.3 本章小结
第7章辐射及热管散热案例详解
7.1 辐射换热案例详解
7.1.1 项目创建
7.1.2 几何结构及性能参数设置
7.1.3 网格划分设置
7.1.4 不考虑辐射换热物理模型设置及计算
7.1.5 S2S辐射换热物理模型设置及计算
7.1.6 DO辐射换热物理模型设置及计算
7.1.7 Ray-Tracing辐射换热物理模型设置及计算
7.2 热管散热案例详解
7.2.1 项目创建
7.2.2 几何结构及性能参数设置
7.2.3 网格划分设置
7.2.4 物理模型设置
7.2.5 求解计算
7.2.6 计算结果分析
7.3 本章小结
第8章水冷散热案例详解
8.1 水冷散热器散热案例详解
8.1.1 项目创建
8.1.2 几何结构及性能参数设置
8.1.3 网格划分设置
8.1.4 物理模型设置
8.1.5 变量监测设置
8.1.6 求解计算
8.1.7 计算结果分析
8.2 交错式水冷散热器散热案例详解
8.2.1 项目创建
8.2.2 几何结构及性能参数设置
8.2.3 网格划分设置
8.2.4 物理模型设置
8.2.5 求解计算
8.2.6 计算结果分析
8.3 本章小结
第9章参数化优化案例详解
9.1 轴流风机优化布置设计案例详解
9.1.1 项目创建
9.1.2 几何结构及性能参数设置
9.1.3 网格划分设置
9.1.4 参数化求解设置
9.1.5 变量监测设置
9.1.6 物理模型设置
9.1.6 求解计算
9.1.7 计算结果分析
9.2 散热器热阻优化案例详解
9.2.1 项目创建
9.2.2 散热器结构及性能参数设置
9.2.3 参数化求解设置
9.2.4 网格划分设置
9.2.5 物理模型设置
9.2.6 自定义函数设置
9.2.7 求解计算
9.2.8 计算结果分析
9.3 六边形格栅损失系数参数化计算案例详解
9.3.1 项目创建
9.3.2 参数化求解及自定义函数设置
9.3.4 网格划分设置
9.3.5 物理模型设置
9.3.6 求解计算
9.3.7 计算结果分析
9.4 本章小结
第10章瞬态传热案例详解
10.1 交替式运行瞬态散热案例详解
10.1.1 项目创建
10.2.1 瞬态计算设置
10.1.3 几何结构及性能参数设置
10.1.4 网格划分设置
10.1.5 物理模型设置
10.1.6 变量监测设置
10.1.7 求解计算
10.1.8 计算结果分析
10.2 芯片瞬态传热案例详解
10.2.1 项目创建
10.2.1 瞬态计算设置
10.2.3 几何结构及性能参数设置
10.2.4 网格划分设置
10.2.4 变量监测设置
10.2.5 物理模型设置
10.2.6 求解计算
10.2.7 计算结果分析
10.3 本章小结
第11章芯片封装散热及焦耳热案例详解
11.1 紧凑式微电子封装模型案例详解
11.1.1 项目创建
11.1.2 芯片封装参数及模型设置
11.1.3 网格划分设置
11.1.4 物理模型设置
11.1.5 变量监测设置
11.1.6 求解计算
11.1.7 计算结果分析
11.2 BGA封装芯片模型案例详解
11.2.1 项目创建
11.2.2 几何模型创建及参数设置
11.2.3 网格划分设置
11.2.4 物理模型设置
11.2.5 求解计算
11.2.6 计算结果分析
11.3 PCB板焦耳热案例详解
11.3.1 项目创建
11.3.2 几何模型创建及参数设置
11.3.3 网格划分设置
11.3.4 物理模型设置
11.3.5 求解计算
11.3.6 计算结果分析
11.4 本章小结
第12章综合案例详解
12.1 高热流密度数据中心散热案例详解
12.1.1 项目创建
12.1.2 几何模型创建及参数设置
12.1.3 网格划分设置
12.1.4 变量监测设置
12.1.5 物理模型设置
12.1.6 求解计算
12.1.7 计算结果分析
12.2 高海拔机载电子设备散热案例详解
12.2.1 项目创建
12.2.2 几何模型创建及参数设置
12.2.3 自定义函数设置
12.2.4 网格划分设置
12.2.5 物理模型设置
12.2.6 求解计算
12.2.7 计算结果分析
12.3 TEC散热案例详解
12.3.1 项目创建
12.3.2 几何模型创建及参数设置
12.3.3 网格划分设置
12.3.4 变量监测设置
12.3.5 物理模型设置
12.3.6 求解计算
12.3.7 计算结果分析
12.4 本章小结
^ 收 起
第1章 ANSYS Icepak概述
1.1 Icepak概述及工程应用
1.2 Icepak 启动及界面简介
1.2.1 启动选项说明
1.2.2 操作界面说明
1.2.3 主菜单栏
1.2.4 模型树
1.2.5 自建模工具栏
1.2.6 编辑模型命令
1.2.7 对齐匹配命令
1.2.8 图形显示区域
1.2.9 消息窗口
1.2.10 自定义库的建立及使用
1.3 本章小结
第2章模型创建详解
2.1 Icepak建模简述
2.1.1 自建模方式
2.1.2 CAD 模型导入
2.1.3 ECAD模型导入
2.2 基于对象建模
2.2.1 计算区域 Cabinet
2.2.2 装配体 Assembly
2.2.3 Heat Exchanger 换热器
2.2.4 Opening 开口
2.2.5 Periodic Boundaries 周期性边界条件
2.2.6 Grille 二维散热孔、滤网
2.2.7 Source 热源
2.2.8 PCB 电路板
2.2.9 Plate 板
2.2.10 Enclosures 腔体
2.2.11 Wall 壳体
2.2.12 Block 块
2.2.13 Fan轴流风机
2.2.14 Blower 离心风机
2.2.15 Resistance阻尼
2.2.16 Heatsink 散热器
2.2.17 Package芯片封装
2.2.18 Materials材料创建
2.3 导入CAD模型
2.4 导入EDA模型
2.4.1 EDA-IDF几何模型导入
2.4.2 EDA电路布线过孔导入
2.4.3 EDA封装芯片模型导入
2.5 本章小结
第3章网格划分详解
3.1 网格控制
3.1.1 ANSYS Icepak网格类型及控制
3.1.2 Hexa Unstructured网格控制
3.1.3 Mesher-HD网格控制
3. 2 网格显示
3. 3 网格质量检查
3.4 网格优先级
3.5 非连续性网格
3.5.1 非连续性网格概念
3.5.2 非连续性网格的创建
3.5.3 非连续性网格划分的规则
3.6 Multi - Level多级网格
3.6.1 Multi-Level（MIL）多级网格概念
3.6.2 多级网格的设置
3.7 网格划分的原则与技巧
3.7.1 ANSYS Icepak网格划分原则
3.7.2 确定模型多级网格的级数
3.8 本章小结
第4章物理模型及求解设置详解
4.1 自然对流传热模型
4.1.1 自然对流控制方程及设置
4.1.2 自然对流模型的选择
4.1.3 自然对流计算区域设置
4.1.4 自然冷却模拟设置步骤
4.2 辐射传热模型
4.2.1 Surface to Surface（S2S）模型
4.2.2 Discrete Ordinates（DO）模型
4.2.3 Ray tracing radiation model 光线追踪法模型
4.2.4 三种辐射模型的比较与选择
4.3 太阳热辐射模型
4.4 求解设置
4.4.1 物理模型定义设置
4.4.2 物理问题向导定义设置
4.4.3 求解计算基本设置
4.4.4 求解计算设置
4.4.5 ANSYS Icepak 计算收敛标准
4.5 本章小结
第5章风冷散热案例详解
5.1 机柜内翅片散热器散热性能仿真分析
5.1.1 项目创建
5.1.2 几何结构及性能参数设置
5.1.3 网格划分设置
5.1.4 物理模型设置
5.1.5 求解计算
5.1.6 计算结果分析
5.2 射频放大器散热性能仿真分析
5.2.1 项目创建
5.2.2 几何结构及性能参数设置
5.2.3 网格划分设置
5.2.4 物理模型设置
5.2.5 求解计算
5.2.6 计算结果分析
5.5 本章小结
第6章PCB电路板散热案例详解
6.1 IDF文件导入
6.1.1 项目创建
6.1.2 IDF文件导入
6.2 PCB电路板导入及热仿真分析
6.2.1 项目创建
6.2.2 模型导入
6.2.3 网格划分设置
6.2.4 只考虑导热下模型设置及计算
6.2.5 考虑其他功率器件下模型设置及计算
6.3 本章小结
第7章辐射及热管散热案例详解
7.1 辐射换热案例详解
7.1.1 项目创建
7.1.2 几何结构及性能参数设置
7.1.3 网格划分设置
7.1.4 不考虑辐射换热物理模型设置及计算
7.1.5 S2S辐射换热物理模型设置及计算
7.1.6 DO辐射换热物理模型设置及计算
7.1.7 Ray-Tracing辐射换热物理模型设置及计算
7.2 热管散热案例详解
7.2.1 项目创建
7.2.2 几何结构及性能参数设置
7.2.3 网格划分设置
7.2.4 物理模型设置
7.2.5 求解计算
7.2.6 计算结果分析
7.3 本章小结
第8章水冷散热案例详解
8.1 水冷散热器散热案例详解
8.1.1 项目创建
8.1.2 几何结构及性能参数设置
8.1.3 网格划分设置
8.1.4 物理模型设置
8.1.5 变量监测设置
8.1.6 求解计算
8.1.7 计算结果分析
8.2 交错式水冷散热器散热案例详解
8.2.1 项目创建
8.2.2 几何结构及性能参数设置
8.2.3 网格划分设置
8.2.4 物理模型设置
8.2.5 求解计算
8.2.6 计算结果分析
8.3 本章小结
第9章参数化优化案例详解
9.1 轴流风机优化布置设计案例详解
9.1.1 项目创建
9.1.2 几何结构及性能参数设置
9.1.3 网格划分设置
9.1.4 参数化求解设置
9.1.5 变量监测设置
9.1.6 物理模型设置
9.1.6 求解计算
9.1.7 计算结果分析
9.2 散热器热阻优化案例详解
9.2.1 项目创建
9.2.2 散热器结构及性能参数设置
9.2.3 参数化求解设置
9.2.4 网格划分设置
9.2.5 物理模型设置
9.2.6 自定义函数设置
9.2.7 求解计算
9.2.8 计算结果分析
9.3 六边形格栅损失系数参数化计算案例详解
9.3.1 项目创建
9.3.2 参数化求解及自定义函数设置
9.3.4 网格划分设置
9.3.5 物理模型设置
9.3.6 求解计算
9.3.7 计算结果分析
9.4 本章小结
第10章瞬态传热案例详解
10.1 交替式运行瞬态散热案例详解
10.1.1 项目创建
10.2.1 瞬态计算设置
10.1.3 几何结构及性能参数设置
10.1.4 网格划分设置
10.1.5 物理模型设置
10.1.6 变量监测设置
10.1.7 求解计算
10.1.8 计算结果分析
10.2 芯片瞬态传热案例详解
10.2.1 项目创建
10.2.1 瞬态计算设置
10.2.3 几何结构及性能参数设置
10.2.4 网格划分设置
10.2.4 变量监测设置
10.2.5 物理模型设置
10.2.6 求解计算
10.2.7 计算结果分析
10.3 本章小结
第11章芯片封装散热及焦耳热案例详解
11.1 紧凑式微电子封装模型案例详解
11.1.1 项目创建
11.1.2 芯片封装参数及模型设置
11.1.3 网格划分设置
11.1.4 物理模型设置
11.1.5 变量监测设置
11.1.6 求解计算
11.1.7 计算结果分析
11.2 BGA封装芯片模型案例详解
11.2.1 项目创建
11.2.2 几何模型创建及参数设置
11.2.3 网格划分设置
11.2.4 物理模型设置
11.2.5 求解计算
11.2.6 计算结果分析
11.3 PCB板焦耳热案例详解
11.3.1 项目创建
11.3.2 几何模型创建及参数设置
11.3.3 网格划分设置
11.3.4 物理模型设置
11.3.5 求解计算
11.3.6 计算结果分析
11.4 本章小结
第12章综合案例详解
12.1 高热流密度数据中心散热案例详解
12.1.1 项目创建
12.1.2 几何模型创建及参数设置
12.1.3 网格划分设置
12.1.4 变量监测设置
12.1.5 物理模型设置
12.1.6 求解计算
12.1.7 计算结果分析
12.2 高海拔机载电子设备散热案例详解
12.2.1 项目创建
12.2.2 几何模型创建及参数设置
12.2.3 自定义函数设置
12.2.4 网格划分设置
12.2.5 物理模型设置
12.2.6 求解计算
12.2.7 计算结果分析
12.3 TEC散热案例详解
12.3.1 项目创建
12.3.2 几何模型创建及参数设置
12.3.3 网格划分设置
12.3.4 变量监测设置
12.3.5 物理模型设置
12.3.6 求解计算
12.3.7 计算结果分析
12.4 本章小结
^ 收 起
丁学凯，毕业于北京航空航天大学，研究生学历，高级职称，现就职于中国科学院某研究所，长期从事国家重大专项相关科研工作，精通ANSYS Fuent、Icepak、ABAQUS等工程分析软件，擅长结构分析、电子散热设计与分析、流体仿真等，从事相关工作近二十年，拥有丰富的工程项目分析经验。
ANSYS Icepak 2020是ANSYS系列软件中针对电子行业的散热仿真优化分析软件。电子行业所涉及的散热、流体等相关工程问题均可使用ANSY Icepak进行求解模拟计算。本书分为两部分，包含12章内容，由浅入深地讲解ANSYS Icepak仿真计算的各种功能。部分主要讲解Icepak软件概述、几何模型的创建及导入、网格划分方法和物理模型定义及计算设置等内容；第二部分针对Icepak软件不同的传热方式及功能结合案例进行详细讲解，包括电子设备风冷散热、电子设备水冷散热、电子设备辐射及热管散热、PCB散热、参数化求解、芯片封装散热和运用宏命令进行数据中心及TEC制冷散热等，涉及电力电子、机械、航空航天、汽车及电气等相关行业工程中的应用。 本书结构严谨、条理清晰、重点突出，非常适合ANSYS Icepak的初中级读者学习，既可作为高等院校理工科相关专业的教材，也可作为相关行业工程技术人员及相关培训机构教师和学员的参考书。
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