ANSYS Icepak網格劃分原則

熱管理 2021-06-08

ANSYS Icepak網格劃分原則

設置整體網格控制面板的MaxX、Y、Z網格最大尺寸為計算區域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），均使用非結構化網格；當然也可以使用Mesher-HD，但是不對這些幾何體使用Multi-level多級網格劃分；

2、對于導入的異形CAD類型Block，必須對其使用非連續性網格，同時在非連續性網格面板中選擇Mesher-HD的類型，使用Multi-level多級網格對非連續性區域進行網格劃分；

3、對于高密度翅片的散熱器模型，在DM導入模型時，一方面建議將其轉化成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構化網格對其進行網格處理；

第一次計算時，可設置Globalsettings/Mesh parameters中選擇Coarse；流體通道Gap、散熱器翅片間隙內布置3—5個網格，可使用網格控制面板的Local進行加密；

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

5、對于PCB板幾何體，需要在PCB的厚度方向布置3—4個網格；

6、對于發熱的模型器件，需要在各個邊設置至少3個網格；

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致的大量網格數；

7、對于Openings/Grilles/fan（環面）每個邊最少設置4-6個網格（可通過Local，局部加密來實現）；

劃分完網格后，一定使用Display面板，檢查不同模型的面網格、體網格，確保網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，保證模型的網格不失真；通過切面網格顯示工具，檢查不同位置流體、固體的網格劃分；

檢查網格控制面板的Quality，確保各個判斷標準滿足推薦的數值；

如果模型有互相重疊的區域，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的優先級是否正確；

小間隙容差會造成質量差的網格，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，將異形幾何體轉化為Icepak認可的CAD類型Block；如果在DM中將部分幾何體轉化成多邊形Block，那么多邊形的Side面勢必與圓柱體的內面形成間隙，如上圖所示；由于小間隙的存在，可能會導致相貼面產生質量很差的網格。

本文摘自高級工程師王永康《ANSYS Icepak電子散熱基礎教程》。

以下是王永康老師網格劃分案例展示