【Icepak案例】热辐射计算

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了Icepak中辐射计算模型的应用方法，并比较了各种辐射模型计算的结果。首先创建了模型，包括修改Cabinet、创建PCB、创建sink和创建热源。然后生成网格，并进行了无辐射计算、利用S2S辐射模型计算、利用DO模型计算和利用Ray-Tracing模型计算。最后比较了4种工况计算结果。

本案例演示Icepak中辐射计算模型的应用方法，并比较各种辐射模型计算的结果。

注：Icepak使用的实际上是Fluent中的S2S、DO以及DTRM辐射模型。

计算模型如下图所示。区域中存在一个75W的热源及散热器，考虑自然对流条件下温度分布。

1 创建模型

1.1 修改Cabinet

• 鼠标双击模型树节点Cabinet，弹出如下图所示对话框，进入Geometry标签页设置几何尺寸

• 进入Properties标签页，指定Y方向为开放边界

1.2 创建PCB

• 创建Block，修改其名称为PCB，进入Geometry标签页设置其几何尺寸

• 右键选择模型树节点Model，点击弹出菜单项Create object → Material打开材料编辑对话框

• 如下图所示编辑材料热导率为Orthotropic，分别指定X,Y,Z方向为40 40 0.4，点击按钮Done关闭对话框

• 返回至PCB编辑对话框，进入Properties标签页，指定其材料为material.1

1.3 创建sink

• 创建block，命名为hs-base，如下图所示指定其几何尺寸

• 创建block，命名为hs-fin1.1，如下图所示指定其几何尺寸

• 右键选择模型树节点hs-fin1.1，点击弹出菜单项Copy弹出对象复 制对话框

• 如下图所示指定复 制数量为8，设置复 制方法为Translate，并指定平移参数，点击Apply按钮复 制对象

1.4 创建热源

• 利用对象创建按钮Create sources创建热源，如下图所示设置其几何尺寸

• 进入Properties标签页，指定其热功率为75 W

2 生成网格

• 如下图所示创建组合体

• 设置组合体assembly.1的网格生成方式，如下图所示

• 打开Mesh control对话框，设置Mesh units为mm，其他参数如下图所示设置，点击按钮Generate…生成网格

3 无辐射计算

• 进入Basic parameters对话框，如下图所示关闭辐射模型，并激活重力加速度

• 进入Defaults标签页，设置环境温度及辐射温度均为40 C

• 进入Transient setup标签页，设置Y方向速度为0.01 m/s

• 打开Basic settings对话框，指定迭代次数为400

• 打开求解计算设置对话框，指定ID为norad，点击按钮Start solution开始计算

• 计算完毕后统计PCB及组合体的温度，如下图所示

4 利用S2S辐射模型计算

• 打开Basic setup对话框，指定辐射模型为Surface to surface radiation model

• 点击Options按钮打开对话框，指定辐射对象，如下图所示

• 求解计算，设置ID为S2S，点击Start solution开始计算

• 计算结果如下图所示

5 利用DO模型计算

• 如下图所示采用Discrete ordinates radiation model辐射模型

• 如下图所示设置辐射模型参数

• 如下图所示开始计算

• 计算结果如下图所示

6 利用Ray-Tracing模型计算

• 如下图所示采用Ray tracign radiation model辐射模型

• 如下图所示开始计算

• 计算结果如下图所示