1.4.3　散熱仿真優化分析軟件ANSYS Icepak

ANSYS公司是世界著名的CAE供應商，其產品包含電磁、流體、結構動力學三大產品體系，可以涵蓋電磁領域、流體領域、結構動力學領域的數值仿真計算，其各類軟件集成于ANSYS Workbench（簡稱WB）平臺下，各模塊之間可以互相耦合仿真、傳遞數據。WB是ANSYS多個產品或功能應用的仿真管理平臺，在此平臺下，ANSYS旗下的多個仿真工具可以互相交替耦合，實現各種物理場仿真數據的傳遞。另外，在WB平臺下，一方面可以將常用CAD軟件的幾何模型通過接口導入ANSYS的仿真工具；另一方面，通過幾何接口（Geometry Interface），也可實現CAD軟件與CAE軟件幾何數據的雙向傳遞。WB中包含多個軟件模塊，各模塊實現不同的功能，見表1-6。

表1-6　ANSYS Workbench主要模塊的組成及描述

為了模擬電子產品真實的多物理場環境，得到產品真實的多場特性分布，ANSYS公司開發了各軟件的數據傳遞接口，用戶必須依靠ANSYS WB才能進行多場耦合。使用ANSYS數值仿真軟件，用戶可以將電子產品所處的多物理場進行耦合仿真，真實反映產品的EMC分布、熱流特性、結構動力學特性等。目前，ANSYS系列軟件被廣泛應用于各類電子產品的研發流程中，很大程度上提高了產品的研發進程。

ANSYS Icepak軟件是ANSYS公司針對電子行業開發的一款專業電子散熱優化分析軟件，利用CFD的理論，可快速對各類電子產品進行散熱仿真。ANSYS Icepak具有基于對象的自建模方式，可以快速便捷地建立熱模型；豐富多樣的電子元器件庫并支持用戶自定義庫；能夠快速穩定的求解計算；自動優秀的網格技術；與主流的三維CAD軟件（Catia、Autodesk Inventor、Pro/Engineer、Solid-works、Solid Edge、Unigraphics等）具有良好的接口；同時，Icepak可以將主流的EDA軟件（Cadence、Mentor、Zuken<CR5000>, Altium Designer、Sigrity）輸出的IDF模型及PCB的布線、過孔文件導入Icepak進行仿真計算。

ANSYS Icepak具有豐富的物理模型，主要包含強迫對流、自然對流模型，混合對流模型，PCB走線以及導體的焦耳熱計算，熱傳導模型、流體與固體的耦合傳熱模型，豐富的輻射模型（半立方體法、自適應模型、Discrete Ordinates模型、Ray Tracing模型），PCB各向異性熱導率計算，穩態及瞬態問題求解，多流體介質問題，風機非線性P-Q曲線的輸入，IC的雙熱阻網絡模型，太陽輻射模型，TEC制冷模型，仿真軸流風機葉片旋轉的MRF功能，電子產品恒溫控制計算，仿真電子產品所處的高海拔環境等。

目前，ANSYS Icepak已經廣泛應用于航空航天、機車牽引、電力電子、醫療器械、汽車電子及各類消費性電子產品等領域。

有關ANSYS Icepak軟件的學習與使用，讀者可以參考文獻[3，12，13]等。