使用ANSYS Icepak建立射频放大器的散热计算模型
本文摘要（由AI生成）：
本文详细描述了使用特定软件创建和设置几何模型、装配体以及生成网格的过程。首先，通过一系列操作完成了模型的创建和参数设置。接着，创建了装配体，为后续的网格划分做准备。然后，详细说明了网格生成的过程，包括设置网格参数和生成计算网格。在设置计算阶段，文章介绍了如何设置迭代次数、问题设置向导以及考虑自然对流、湍流计算等选项。最后，文章提到了计算过程和查看计算结果的方法，包括速度矢量分布和温度分布。整个过程展示了该软件在几何建模和计算分析方面的强大功能。
本案例演示使用ANSYS Icepak建立射频放大器的散热计算模型
1 问题描述
射频放大器通常放置于密闭的密封外壳中，电子元器件不与外界空气直接接触，常用的散热方式是在放大器外壳上安装散热器，如下图所示。本案例演示利用强制对流与自然对流计算射频方法器的散热问题。
2 创建新工程
启动ANSYS Icepak，弹出如下图所示对话框
点击New按钮打开新建工程对话框，如下图所示，指定工作路径及工程名称，点击按钮Create按钮创建工程
注：默认情况下Icepak创建了一个边长1m的立方体计算区域。
3 创建模型
3.1 修改计算域尺寸
鼠标双击模型树节点Model → Cabinet，弹出属性设置对话框，进入Geometry标签页，如下图所示，指定计算域尺寸，点击按钮Done完成计算域修改
进入Properties标签页，指定Max Y边界为Opening边界
3.2 创建外壳
点击工具栏按钮Create enclosures创建对象enclosure.1，双击模型树节点enclosure.1弹出设置对话框
进入Geometry标签页，如下图所示设置对象的几何参数
进入Properties标签页，如下图所示设置MinX及Max X边界类型为Open
3.3 创建壁面
点击工具栏按钮Create walls创建壁面对象wall.1
鼠标双击模型树节点wall.1弹出设置对话框，如下图所示，进入Geometry标签页，设置几何参数
采用移动的方式对齐壁面。
选中工具栏按钮Morph edges
点击按钮后，先选中下图所示的红色边，点击鼠标中键，再点击图中黄色边，点击鼠标中键修改面
相同方式修改其他三条边，最终形成的几何模型如图所示。
鼠标双击模型树节点wall.1弹出设置对话框，如下图所示，进入Properties标签页，设置Wall thickness为0.001 m
指定Solid material为Polystyrene-rigid-R12，选择External conditions为Heat tranfer coefficient
点击Edit按钮打开参数设置对话框
如下图欧式是，设置Heat transfer coeff为5 W/K-m2
3.4 创建PCB
选择工具栏按钮Create printed circuit boards 创建对象pcb.1
鼠标双击模型树节点pcb.1弹出设置对话框，如下图所示，进入Geometry标签页，设置其几何参数
进入Properties标签页，如下图所示设置其物理参数，设置完毕后点击按钮Update可查看更新后的导热系数，点击Done按钮关闭对话框
3.5 创建元件
点击工具栏按钮Create sources创建热源source.1
鼠标双击模型树节点source.1弹出设置对话框，进入Geometry标签页，如下图所示指定几何参数
进入Properties标签页，设置Total power为7 W
鼠标右键选择模型树节点source.1，点击弹出菜单项Copy打开对象**对话框
如下图所示设置**参数，点击Apply**对象
完成的模型如下图所示
同时选中source.1，source.1.1与source.1.2，点击鼠标右键，选择弹出菜单项Copy打开对象辅助对话框
如下图所示设置对象**参数，点击Apply按钮**对象
完成的几何模型如下图所示
3.6 创建散热片
点击工具栏按钮Create heat sinks创建散热片heatsink.1
鼠标双击模型树节点heatsink.1弹出设置对话框，进入Geometry标签页，如下图所示指定几何参数
进入Properties标签页，如下图所示设置散热片几何参数
完成的几何如图所示。
3.7 创建风扇
本案例从数据库中选择合适的风扇模型。
鼠标右键选择模型树节点Libraries，点击弹出菜单项Search fans打开风扇数据库
鼠标双击模型树节点source.1弹出设置对话框，进入Geometry标签页，如下图所示指定几何参数
进入Physical标签页，激活并设置选项Max fan size为80 mm
进入Thermal/flow标签页，设置选项Min flow rate为80 cfm，点击按钮Search从风扇库中搜索对象
如下图所示，选择风扇delta.FFB0812_24EHE，点击按钮Create创建风扇
鼠标双击模型树节点delta.FFB0812_24EHE打开属性设置对话框，进入Geometry标签页，如下图所示，设置几何参数
完成的模型如下图所示。
3.8 创建装配体
如下图所示，选择几何对象，点击鼠标右键，选择弹出菜单项Create → Assembly创建装配体
鼠标右键点击模型树节点Model，选择弹出菜单项Create object → Assembly创建装配体
利用鼠标将风扇拖拽到新建的装配体中
注：创建装配体的目的是为后面网格划分做准备。
4 生成网格
鼠标双击模型树节点assembly.1，弹出设置对话框，激活选项Mesh separately，并设置Slack参数，如下图所示
鼠标双击模型树节点assembly.2，弹出设置对话框，激活选项Mesh separately，并设置Slack参数，如下图所示
击菜单Model → Generate mesh弹出网格控制对话框
如下图所示，设置网格参数，点击按钮Generate…生成计算网格
查看x=0面上网格，如下图所示。
5 设置计算
鼠标双击模型树节点Basic settings弹出设置对话框
设置参数Number of iterations为150
鼠标右键选择模型树节点Problem setup，点击弹出菜单项Problem setup wizard打开设置向导
采用默认设置，计算考虑速度、压力与温度
激活选项Flow is buoyancy driven考虑自然对流
激活选项Use Boussinesq approximation
激活选项Set gravitational acceleration，设置重力加速度为Y 方向 -9.81 m/s2
激活选项Set flow regime to turbulent采用湍流计算
激活湍流模型Zero equation
激活选项Ignore heat transfer due to radiation忽略辐射计算
不考虑太阳辐射
采用稳态计算
采用默认设置，点击Done按钮关闭对话框
点击菜单Model → Power and temperature limits弹出设置对话框
设置Default temperature limit为60 C
6 计算
点击菜单项Solve → Run solution弹出设置对话框
进入对话框的Results标签页，激活选项Write overview of results when finished，点击按钮Start solution开始计算
7 计算结果
1、速度矢量分布
2、温度分布
