ANSYS Icepak網(wǎng)格劃分原則

熱管理 2021-06-08

設(shè)置整體網(wǎng)格控制面板的MaxX、Y、Z網(wǎng)格最大尺寸為計算區(qū)域Cabinet的1/20；如果對于自然對流的模擬，可以將X、Y、Z三個方向的尺寸減小為計算區(qū)域Cabinet的1/40；

1、對于Icepak可編輯幾何尺寸的幾何體（主要指Icepak的原始幾何體，圓柱體，方體、斜邊、多邊形體等等），均使用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；當(dāng)然也可以使用Mesher-HD，但是不對這些幾何體使用Multi-level多級網(wǎng)格劃分；

2、對于導(dǎo)入的異形CAD類型Block，必須對其使用非連續(xù)性網(wǎng)格，同時在非連續(xù)性網(wǎng)格面板中選擇Mesher-HD的類型，使用Multi-level多級網(wǎng)格對非連續(xù)性區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分；

3、對于高密度翅片的散熱器模型，在DM導(dǎo)入模型時，一方面建議將其轉(zhuǎn)化成Icepak的原始幾何體，確保散熱器形狀不變；另一方面需要使用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對其進(jìn)行網(wǎng)格處理；

第一次計算時，可設(shè)置Globalsettings/Mesh parameters中選擇Coarse；流體通道Gap、散熱器翅片間隙內(nèi)布置3—5個網(wǎng)格，可使用網(wǎng)格控制面板的Local進(jìn)行加密；

4、對于散熱器幾何體，需要在翅片高度方向布置4—8個網(wǎng)格，而對于散熱器基板厚度方向，則需要布置3個網(wǎng)格；

5、對于PCB板幾何體，需要在PCB的厚度方向布置3—4個網(wǎng)格；

6、對于發(fā)熱的模型器件，需要在各個邊設(shè)置至少3個網(wǎng)格；

使用面/邊/點對齊、中心對齊、面/邊匹配工具，去除所有模型對象之間的小間隙，以減少由于小間隙導(dǎo)致的大量網(wǎng)格數(shù)；

7、對于Openings/Grilles/fan（環(huán)面）每個邊最少設(shè)置4-6個網(wǎng)格（可通過Local，局部加密來實現(xiàn)）；

劃分完網(wǎng)格后，一定使用Display面板，檢查不同模型的面網(wǎng)格、體網(wǎng)格，確保網(wǎng)格保持模型本身的幾何形狀不變形，足以捕捉模型的幾何特征，保證模型的網(wǎng)格不失真；通過切面網(wǎng)格顯示工具，檢查不同位置流體、固體的網(wǎng)格劃分；

檢查網(wǎng)格控制面板的Quality，確保各個判斷標(biāo)準(zhǔn)滿足推薦的數(shù)值；

如果模型有互相重疊的區(qū)域，比如液冷散熱模型，需要檢查Block的屬性（比如檢查流體Block的屬性，確保所有流體塊的屬性為同一種流體，否則計算一定不收斂）；檢查不同Block的優(yōu)先級是否正確；

小間隙容差會造成質(zhì)量差的網(wǎng)格，如下圖所示。

如果模型中不同的器件相貼、相切，比如幾個異形的體相切，切面半徑相同；建議使用DM中的Simplify工具，選擇Level 3，在Face quality中選擇Very Fine，將異形幾何體轉(zhuǎn)化為Icepak認(rèn)可的CAD類型Block；如果在DM中將部分幾何體轉(zhuǎn)化成多邊形Block，那么多邊形的Side面勢必與圓柱體的內(nèi)面形成間隙，如上圖所示；由于小間隙的存在，可能會導(dǎo)致相貼面產(chǎn)生質(zhì)量很差的網(wǎng)格。

本文摘自高級工程師王永康《ANSYS Icepak電子散熱基礎(chǔ)教程》。

以下是王永康老師網(wǎng)格劃分案例展示