第1章 ANSYS Icepak概述 1
1.1 ANSYS Icepak概述及工程应用 1
1.2 ANSYS Icepak与ANSYS Workbench的关系 3
1.2.1 ANSYS Workbench平台介绍 3
1.2.2 ANSYS Workbench平台的启动 4
1.2.3 ANSYS Workbench的界面（GUI） 5
1.2.4 ANSYS Workbench对Icepak的作用 7
1.3 ANSYS Icepak热仿真流程 8
1.3.1建立热仿真模型 8
1.3.2网格划分 10
1.3.3求解计算设置 11
1.3.4后处理显示 11
1.4 ANSYS Icepak模块组成 12
1.5 ANSYS Icepak机箱强迫风冷热仿真 15
1.5.1实例介绍 15
1.5.2建立热仿真模型 16
1.5.3网格划分 19
1.5.4求解计算设置 20
1.5.5后处理显示 22
1.6某LED自然冷却模拟实例 24
1.6.1实例介绍 24
1.6.2建立热仿真模型 25
1.6.3网格划分 28
1.6.4求解计算设置 31
1.6.5后处理显示 33
1.7本章小结 36
第2章 电子热设计基础理论 37
2.1电子热设计基础理论原理 37
2.1.1热传导 38
2.1.2对流换热 38
2.1.3辐射换热 39
2.1.4增强散热的几种方式 40
2.2电子热设计常用概念解释 40
2.3电子热设计冷却方法及准则方程 43
2.3.1自然冷却 44
2.3.2强迫对流 47
2.3.3 TEC热电制冷 48
2.3.4热管散热 49
2.3.5电子设备热设计简则及注意事项 51
2.4 CFD热仿真基础 53
2.4.1控制方程 54
2.4.2 ANSYS Icepak热仿真流程 55
2.4.3基本概念解释 56
2.5本章小结 57
第3章 ANSYS Icepak技术特征及用户界面（GUI）详解 58
3.1 ANSYS Icepak详细技术特征 58
3.2 ANSYS Icepak启动方式及选项 68
3.2.1 ANSYS Icepak的启动 68
3.2.2选项设置说明 69
3.3 ANSYS Icepak工作目录设定 71
3.4 ANSYS Icepak用户界面（GUI）详细说明 72
3.4.1 ANSYS Icepak用户界面（GUI）介绍 72
3.4.2主菜单栏 73
3.4.3快捷工具栏 83
3.4.4模型树 84
3.4.5基于对象模型工具栏 86
3.4.6编辑模型命令面板 86
3.4.7对齐匹配命令 88
3.4.8图形显示区域 90
3.4.9消息窗口 91
3.4.10当前几何信息窗口 91
3.5模型编辑面板GUI 91
3.6用户自定义库的建立使用 94
3.7其他常用命令操作 98
3.7.1常用鼠标键盘操作 98
3.7.2常用热键操作 98
3.7.3单位管理 99
3.8本章小结 99
第4章 ANSYS Icepak热仿真建模 100
4.1 ANSYS Icepak建模简述 100
4.2 ANSYS Icepak基于对象自建模 103
4.2.1 Cabinet（计算区域） 103
4.2.2 Assembly（装配体） 105
4.2.3 Heat exchangers（换热器） 107
4.2.4 Openings（开口） 108
4.2.5 Periodic boundaries（周期性边界条件） 111
4.2.6 Grille（二维散热孔、滤网）模型 112
4.2.7 Sources（热源） 116
4.2.8 PCB（印制电路板） 118
4.2.9 Plates（板） 121
4.2.10 Enclosures（腔体） 124
4.2.11 Wall（壳体） 125
4.2.12 Block（块） 129
4.2.13 Fan（轴流风机） 137
4.2.14 Blower（离心风机） 143
4.2.15 Resistance（阻尼） 145
4.2.16 Heatsink（散热器） 148
4.2.17 Package（芯片封装） 154
4.2.18建立新材料 160
4.3 ANSYS Icepak自建模实例 161
4.4 CAD模型导入ANSYS Icepak 167
4.4.1 DesignModeler简介 167
4.4.2 DesignModeler常用命令说明 171
4.4.3 ANSYS SCDM模型修复命令 175
4.4.4 CAD模型导入ANSYS Icepak命令 181
4.4.5 CAD模型导入ANSYS Icepak步骤、原则 191
4.4.6 ANSYS Icepak自带的CAD接口 192
4.4.7 ANSYS SCDM与ANSYS Icepak的接口 195
4.5 CAD几何模型导入ANSYS Icepak实例 201
4.6电子设计软件EDA模型导入ANSYS Icepak 208
4.6.1 EDA-IDF几何模型导入 208
4.6.2 EDA电路布线过孔信息导入 211
4.6.3 EDA封装芯片模型导入 213
4.7本章小结 216
第5章 ANSYS Icepak网格划分 217
5.1 ANSYS Icepak网格控制面板 217
5.1.1 ANSYS Icepak网格类型及控制 218
5.1.2 Hexa unstructured网格控制 221
5.1.3 Mesher-HD网格控制 225
5.2 ANSYS Icepak网格显示面板 230
5.3 ANSYS Icepak网格质量检查面板 233
5.4 ANSYS Icepak网格优先级 236
5.5 ANSYS Icepak非连续性网格 239
5.5.1非连续性网格概念 239
5.5.2非连续性网格的创建 241
5.5.3 Non-Conformal Meshing非连续性网格划分的规则 243
5.5.4非连续性网格的自动检查 246
5.5.5非连续性网格应用案例 249
5.6 Mesher-HD之Multi-level多级网格 250
5.6.1 Multi-level（M/L）多级网格概念 251
5.6.2多级网格的设置 251
5.6.3设置Multi-level多级级数的不同方法 253
5.7 ANSYS Icepak网格划分的原则与技巧 254
5.7.1 ANSYS Icepak网格划分原则 254
5.7.2确定模型多级网格的级数 255
5.7.3网格划分总结 256
5.8 ANSYS Icepak网格划分实例 257
5.8.1强迫风冷机箱 257
5.8.2 LED灯具强迫风冷散热模拟 259
5.8.3液冷冷板模型 262
5.8.4强迫风冷热管散热模拟 265
5.9本章小结 269
第6章 ANSYS Icepak相关物理模型 270
6.1自然对流应用设置 270
6.1.1自然对流控制方程及设置 271
6.1.2自然对流模型的选择 272
6.1.3自然对流计算区域设置 272
6.1.4自然冷却模拟设置步骤 273
6.2辐射换热应用设置 275
6.2.1 Surface to surface（S2S辐射模型） 276
6.2.2 Discrete ordinates（DO辐射模型） 277
6.2.3 Ray tracing（光线追踪法辐射模型） 279
6.2.4 3种辐射模型的比较与选择 280
6.3太阳热辐射应用设置 281
6.3.1太阳热辐射载荷设置 281
6.3.2太阳热辐射瞬态载荷案例 284
6.3.3热模型表面如何考虑太阳热辐射 286
6.4瞬态热模拟设置 287
6.4.1瞬态求解设置 287
6.4.2瞬态时间步长（Time step）设置 290
6.4.3变量参数的瞬态设置 294
6.4.4求解的瞬态设置 300
6.5本章小结 301
第7章 ANSYS Icepak求解设 302
7.1 ANSYS Icepak基本物理模型定义 302
7.1.1基本物理问题定义设置面板 303
7.1.2基本物理问题定义向导设置 309
7.2自然冷却计算开启的规则 312
7.3求解计算基本设置 314
7.3.1 Basic settings（求解基本设置面板） 314
7.3.2判断热模型的流态 315
7.3.3 Parallel settings（并行设置面板） 315
7.3.4 Advanced settings（高级设置面板） 318
7.4变量监控点设置 319
7.4.1直接拖曳模型 319
7.4.2复制粘贴 321
7.4.3直接输入坐标 321
7.4.4模型树下建立监控点 322
7.5求解计算面板设置 323
7.5.1 General setup（通用设置面板） 324
7.5.2 Advanced（高级设置面板） 326
7.5.3 Results（结果管理面板） 327
7.5.4 TEC热电制冷模型的计算 328
7.5.5恒温控制计算 330
7.6 ANSYS Icepak计算收敛标准 331
7.7 ANSYS Icepak删除/压缩计算结果 334
7.8本章小结 336
第8章 ANSYS Icepak后处理显示 337
8.1 ANSYS Icepak后处理说明 337
8.2 ANSYS Icepak自带后处理显示 340
8.2.1 Object face（体处理） 341
8.2.2 Plane cut（切面处理） 348
8.2.3 Isosurface（等值面处理） 351
8.2.4 Point（点处理） 353
8.2.5 Surface probe（探针处理） 353
8.2.6 Variation plot（变量函数图） 354
8.2.7 History plot（瞬态函数图） 355
8.2.8 Trials plot（多次实验曲线图） 356
8.2.9 Transient settings（瞬态结果处理） 357
8.2.10 Load solution ID（加载计算结果） 359
8.2.11 Summary report（量化报告处理） 359
8.2.12 Power and temperature limits setup处理 364
8.2.13保存后处理图片 364
8.3 Post后处理工具 365
8.3.1 Post后处理面板1 365
8.3.2 Post后处理面板2 365
8.3.3 Post后处理面板3 367
8.3.4 Post后处理面板4 368
8.4 Report后处理工具 368
8.5本章小结 376
第9章 ANSYS Icepak热仿真专题 377
9.1 ANSYS Icepak外太空环境热仿真 377
9.2异形Wall热流边界的建立 382
9.2.1圆柱形计算区域的建立 382
9.2.2异形Wall的建立 384
9.3热流—结构动力学的耦合计算 387
9.4 ANSYS SIwave电一热流双向耦合计算 392
9.5 PCB导热率验证计算 398
9.6 ANSYS Icepak参数化/优化计算 403
9.6.1参数化计算步骤 403
9.6.2 Design Explorer的参数化功能 409
9.6.3优化计算步骤 412
9.7轴流风机MRF模拟 418
9.8机箱系统Zoom-in的功能 421
9.8.1 Profile边界说明 422
9.8.2 Zoom-in功能案例讲解 423
9.9 ANSYS Icepak批处理计算的设置 425
9.10某风冷机箱热流仿真优化计算 428
9.10.1机箱CAD模型的修复及转化 429
9.10.2 ANSYS Icepak热模型的修改 434
9.10.3热模型的网格划分 438
9.10.4热模型的求解计算设置 442
9.10.5热模型的后处理显示 443
9.10.6热模型自然冷却计算及后处理 446
9.10.7热模型的优化计算1 447
9.10.8热模型的优化计算2 450
9.11某风冷电动汽车电池包热流优化计算 452
9.11.1电池包CAD模型的修复及转化 453
9.11.2 ANSYS Icepak热模型的修改 458
9.11.3热模型的网格划分 461
9.11.4热模型的求解计算设置 463
9.11.5热模型的后处理显示 464
9.11.6热模型的优化 465
9.12本章小结 466
第10章 宏命令Macros 467
10.1宏命令Macros简介 467
10.2 Geometry面板 467
10.2.1 Approximation面板 468
10.2.2 Data Center Components面板 473
10.2.3 Heatsinks面板 477
10.2.4 Other面板 483
10.2.5 Packages面板 485
10.2.6 Package-TO Devices面板 487
10.2.7 PCB面板 491
10.2.8 Rotate面板 494
10.3 Modeling面板 495
10.3.1 Heatsink Wind Tunnel面板 496
10.3.2 SIwave Icepak Coupling面板 498
10.3.3 Die Characterization面板 500
10.3.4 Power Dependent Power Macro面板 501
10.3.5 Transient Temperature Dependent Power面板 502
10.4 Post Processing面板 503
10.4.1 Ensight Export面板 504
10.4.2 Report Max Values面板 504
10.4.3 Temperature Field to ANSYS WB面板 505
10.4.4 Write Average Metal Fractions面板 505
10.4.5 Write Detailed Report面板 505
10.5 Productivity面板 506
10.6本章小结 512
参考文献 513