1.4.3　散热仿真优化分析软件ANSYS Icepak

ANSYS公司是世界著名的CAE供应商，其产品包含电磁、流体、结构动力学三大产品体系，可以涵盖电磁领域、流体领域、结构动力学领域的数值仿真计算，其各类软件集成于ANSYS Workbench（简称WB）平台下，各模块之间可以互相耦合仿真、传递数据。WB是ANSYS多个产品或功能应用的仿真管理平台，在此平台下，ANSYS旗下的多个仿真工具可以互相交替耦合，实现各种物理场仿真数据的传递。另外，在WB平台下，一方面可以将常用CAD软件的几何模型通过接口导入ANSYS的仿真工具；另一方面，通过几何接口（Geometry Interface），也可实现CAD软件与CAE软件几何数据的双向传递。WB中包含多个软件模块，各模块实现不同的功能，见表1-6。

表1-6　ANSYS Workbench主要模块的组成及描述

为了模拟电子产品真实的多物理场环境，得到产品真实的多场特性分布，ANSYS公司开发了各软件的数据传递接口，用户必须依靠ANSYS WB才能进行多场耦合。使用ANSYS数值仿真软件，用户可以将电子产品所处的多物理场进行耦合仿真，真实反映产品的EMC分布、热流特性、结构动力学特性等。目前，ANSYS系列软件被广泛应用于各类电子产品的研发流程中，很大程度上提高了产品的研发进程。

ANSYS Icepak软件是ANSYS公司针对电子行业开发的一款专业电子散热优化分析软件，利用CFD的理论，可快速对各类电子产品进行散热仿真。ANSYS Icepak具有基于对象的自建模方式，可以快速便捷地建立热模型；丰富多样的电子元器件库并支持用户自定义库；能够快速稳定的求解计算；自动优秀的网格技术；与主流的三维CAD软件（Catia、Autodesk Inventor、Pro/Engineer、Solid-works、Solid Edge、Unigraphics等）具有良好的接口；同时，Icepak可以将主流的EDA软件（Cadence、Mentor、Zuken<CR5000>, Altium Designer、Sigrity）输出的IDF模型及PCB的布线、过孔文件导入Icepak进行仿真计算。

ANSYS Icepak具有丰富的物理模型，主要包含强迫对流、自然对流模型，混合对流模型，PCB走线以及导体的焦耳热计算，热传导模型、流体与固体的耦合传热模型，丰富的辐射模型（半立方体法、自适应模型、Discrete Ordinates模型、Ray Tracing模型），PCB各向异性热导率计算，稳态及瞬态问题求解，多流体介质问题，风机非线性P-Q曲线的输入，IC的双热阻网络模型，太阳辐射模型，TEC制冷模型，仿真轴流风机叶片旋转的MRF功能，电子产品恒温控制计算，仿真电子产品所处的高海拔环境等。

目前，ANSYS Icepak已经广泛应用于航空航天、机车牵引、电力电子、医疗器械、汽车电子及各类消费性电子产品等领域。

有关ANSYS Icepak软件的学习与使用，读者可以参考文献[3，12，13]等。