【ANSYS技巧】ICEPAK参数暨优化功能的拓展使用

2017-03-27  by:CAE仿真在线  来源:互联网

问题的提出

如图1所示,某热设计实例,散热器底板嵌入多根均布热管。拟考虑热管数量对最终散热结果的影响。在ICEPAK中均布热管建模可由单根热管复制而获得,但ICEPAK只可对热管的尺寸设置参数,复制数量却无法设置参数,如图2。

考虑另一种工况,没有热管,散热器总体尺寸为连续变量。在ICEPAK内可以用热管的active parameter控制存在状态,但此类型参数只可以用于参数化计算,不可用于优化计算,如图3。可变通的方法是再建一个ICEPAK项目,把热管全部抑制,但同时增加了项目文件管理工作量。

某些情况下,ICEPAK内设置的参数,不同的工况,计算时需要不同的参数(一个或多个的组合)为固定值,这在ICEPAK内也无法做到。

ANSYS WORKBENCH的DESIGN EXPLORER模块大大拓展了ICEPAK的参数及优化功能,下面通过实例演示以上3种要求的实现。

2

建模

如图4,主散热器底板内镶嵌的热管用小散热器建模,小散热器的翅片部分全部埋入主散热器底板,小散热器的底板在主散热器之外,另外用空气fluid block全部覆盖小散热器底板,设置优先级顺序为: 主散热器<小散热器<fluid block,这样既可实现“主散热器内嵌热管”。欲对热管数量设置参数,只需把小散热器的翅片数量设为参数既可,如图5。

为方便计算演示,再设置2个参数:主散热器挤出长度$length_main和热管长度(小散热器挤出长度)$length_hp,如图6。设置2个目标函数:全局最高温度和主散热器质量,并导入WORKBENCH,如图7。

3

多工况计算

在WORKBENCH界面内,按需要可加入多个响应面计算任务,如图8 。本文heatpipe count为优化热管数量工况,inactive heatpipe为没有热管工况。

打开DESIGN OF EXPERIMENTS面板,如图9,如欲设置某参数为固定值,只需uncheck此参数后面的ENABLED框,并在PROPERTIES面板内的value栏输入数值既可,如图中主散热器挤出长度设为固定值180 。

热管数量的优化计算较简单,此处不再赘述。

4

“无热管”工况

打开图8的C2面板,如图10,热管数量(count_pipe)设为固定值6。为表达“无热管”,热管长度(length_hp)设为固定值0。主散热器长度(length_main)范围设为180至181。为节约计算量,DOE类型选CUSTOM,设置1个design point,如图11。

点击update开始计算,很快收敛如图12。此时检查ICEPAK内热管模型,长度确实为0,如图13。

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