步驟8:在版本樹中新建一個含輻射的版本
步驟9:打開輻射選項并進行計算:
在新版本的模型樹選中Solution Control節(jié)點,在其屬性表中將輻射選項打開,在新版本中做出的更改不會影響原來的版本。
步驟10:檢查含輻射版本的計算結(jié)果:
可以看出加上輻射后,塊的表面溫度降低了30℃左右。由此可見,在自然散熱模型中,為保證計算的準確必須要考慮輻射的影響。
步驟10:多任務(wù)并行計算及多核計算:
上面的計算是分別計算含輻射和不含輻射的模型,6SigmaET也可以同時將多個任務(wù)進行計算,而且可以為每個任務(wù)分配多個CPU核心,從而加快了計算的速度。
點擊主具條中的按鈕,在彈出的對話框中選擇Add Project,將多個版本的模型添加進來;
為每個任務(wù)分配用于計算的CPU核心數(shù)。
如果只有一種方案的話,也可以給其分配多個核心進行計算。
步驟11:多方案計算結(jié)果的比較:
點擊工具欄上的帶有“1234”字樣的按鈕。可以在同一窗口中對兩種方案進行比較。
練習6 瞬態(tài)分析
介紹
本練習演示了如何模擬瞬態(tài)問題。通過這個練習你可以學到:
如何進行瞬態(tài)設(shè)置;
如何顯示不同時間的瞬態(tài)結(jié)果。
問題描述:
本問題為練2中刀片式服務(wù)器沿法向安裝于一個服務(wù)器箱體內(nèi),刀片式服務(wù)器主要由PCB、芯片、散熱器和子卡組成,箱體采用風扇驅(qū)動氣流散熱。
在前面的練習2中我們已經(jīng)完成了刀片式服務(wù)器的仿真,如果我們需要了解該設(shè)備在某一時間點的溫度分布情況,那么我們就需要進行瞬態(tài)分析的設(shè)置。設(shè)置步驟如下:
首先右鍵單擊Version Tree中2m/s的圖標,在彈出菜單中選擇“Create New Version”:
然后在Model Version對話框中的Label中輸入“Transient”,點擊OK。
選中Model Tree中的Blade Server Tutorial?Cooling?Solution Control:
此時在Property Sheet當中就會出現(xiàn)如下設(shè)置:
其中Transient即為瞬態(tài)計算的設(shè)置,默認為關(guān)閉狀態(tài)(No)
點擊“Transient”選項前面的三角形圖標,展開此瞬態(tài)計算的選項,將“Time Varying”設(shè)置為“Yes”之后就會出現(xiàn)更詳細的設(shè)置:
將“Total Simulation Time”設(shè)置為60s。其它選項保持默認不變。
點擊工具欄上的Predict Temperature圖標,打開CFD Progress Window,點擊Start開始求解。
當計算完成后,點擊多視圖工具欄中的圖標,在列表中選擇SurfaceTemperature,將顯示所有PCB、芯片、散熱器和其他安置于它們上面的物體的表面溫度,如下圖所示:
在模型窗口任意空白處點擊右鍵,選擇“Select Time Step…”
在彈出的對話框中可以選擇不同時間(秒數(shù))來觀察在某一秒鐘時溫度的分布情況:
練習7 熱管散熱
介紹
本練習演示了如何用6SigmaET創(chuàng)建熱管散熱模型。
問題描述:
本問題的計算域中包括一個PCB、CPU芯片和CPU風扇,系統(tǒng)內(nèi)的流動屬于湍流。在本練習中,你會增加一個散熱器,并通過熱管連接到CPU芯片。模型如下圖所示。
步驟1:創(chuàng)建一個新的項目
啟動6SigmaET,點擊菜單欄File/New或常用工具欄建立一個新的模型。點擊菜單欄File/Save As,給定一個項目名稱為Heatpipe Tutorial;
步驟2:創(chuàng)建Chassis
在本例中,我們創(chuàng)建Chassis作為求解域和作為機殼。尺寸如下:
步驟3:創(chuàng)建PCB
在模型樹中選中Chassis節(jié)點,會出現(xiàn)在其上可以建立的子項目的工具條。點擊PCB圖標:
步驟4:調(diào)整PCB的大小和位置
在屬性表中將PCB的參數(shù)設(shè)為如下圖所示:
步驟5:建立芯片槽座
在模型樹中選中PCB節(jié)點,出現(xiàn)能在其上建立的子項目的工具條,點擊Chip Socket:
在Chip Socket的屬性表中將其參數(shù)調(diào)整如下圖所示:
步驟6:建立芯片
同樣,在模型樹中選中Chip Socket節(jié)點,會出現(xiàn)在其上能建立的子項目的工具條,點擊Chip:
在Chip的屬性表中調(diào)整其各項參數(shù)如圖所示:
步驟7:建立CPU風扇和排風扇
在模型樹中選中Chassis Top Side,點擊新一個軸流風扇,
CPU風扇的參數(shù)如下:
其具體的風扇曲線如圖:
同理,在模型樹中選中Chassis Rear Side,新建一個排風扇,排風扇的參數(shù)如下圖所示:
其風扇的特性曲線如圖所示:
步驟8:建立進氣孔
首先在模型樹中選中Chassis Front Side,在彈出的工具條中選擇Vent圖標:
在新建立的Vent的屬性表中設(shè)置其參數(shù):
在Chassis Left Side和Chassis Right Side上用同樣的方法建立兩個開孔。其參數(shù)分別如下所示:
步驟9:建立芯片和芯片槽座材料
兩種材料的詳細參數(shù)按如下表所示設(shè)置,:
建立完畢后,在Chipsocket的屬性表中Material節(jié)點后雙擊,將新建立的材料賦給Chipsocket。
用同樣的方法將新建的Chip材料賦給Chip。
步驟10:設(shè)置求解條件開始計算
我們將目標網(wǎng)格數(shù)設(shè)為40萬,由于此模型比較簡單,可以看出只生成了14萬左右。
步驟11:查看計算結(jié)果
點擊PCB Plot,依次選擇Cooling System?Surface Temperature。
可以看出芯片溫度約為110℃左右。
步驟12:添加熱管
為了以后便于比較加不加熱管的效果,我們在版本樹中新建一個版本,為了區(qū)別可以為這個版本取一個名字:
在模型樹中選中Chassis節(jié)點,建立一個散熱器:
設(shè)置散熱器的參數(shù)如圖所示:
在模型樹中選中Heatsink節(jié)點,新建一根熱管。
新建熱管的材料,將其設(shè)為各向異性。
熱管的參數(shù)如下:
調(diào)整熱管的方向,最終模型的效果如圖所示,建模完畢后視圖區(qū)下方出現(xiàn)錯誤提示,一個是風扇有所阻塞,一個是熱管與Chip沖突,這都是正常現(xiàn)象不影響計算,可以忽略它們。
步驟13:進行計算并查看計算結(jié)果
求解設(shè)置如前面所述,在此不再重復(fù)。利用同樣的方法查看PCB上的溫度分布:
通過比較可見,加了熱管后Chip的溫度有了很大改善。
練習8 帶有離心風機的管道設(shè)備
介紹
本練習演示了如何利用6SigmaET的管道功能建立某不規(guī)則外形的設(shè)備,并使用戶熟悉離心風扇(Radial fan)的建模。該模型是用一個離心風扇和三節(jié)變尺寸的管道組成的,如下圖所示,離心風機安裝于管道出口處,空氣從設(shè)備上的開口進入從風機的邊緣排出。
步驟1:創(chuàng)建一個新的項目
啟動6SigmaET,點擊菜單欄File/New或常用工具欄建立一個新的模型。點擊菜單欄File/Save As,給定一個項目名稱為Radial Fan Tutorial;
步驟2:創(chuàng)建Chassis
創(chuàng)建一個Chassis,尺寸如下,作為機柜所在的環(huán)境:
步驟3:創(chuàng)建Cooling duct
本例中,機柜是一個不規(guī)則的形狀,我們用Cooling duct來建模。在模型樹中Chassis節(jié)點上右鍵單擊,選擇New?Cooling duct。
在上一步驟中選中Cooling duct后,視圖區(qū)單擊A鍵切換到俯視圖。光標將變成十字形,單擊一下將生成duct的起點,沿一條斜線再單擊一下,則左邊模型樹中將生成兩個相互垂直的段Cooling duct segment 0和Cooling duct segment 1。
刪除Cooling duct segment 1,只保留水平的一段Cooling duct segment 0。在模型樹中選中Cooling duct 1,在其屬性表中選擇其形狀為Rectangular,將Start X,Start Y,Start Z分別設(shè)為2395mm,4316mm,6957mm:
更改Cooling duct segment 0的屬性:Size Definition改為Local,Width 1.2m,Height 0.3m,End XYZ Location分別為4952mm,4316mm,6957mm。
用鼠標再畫兩段管道,共生成3個segment:
生成3段管道后,仔細檢查,確保它們的屬性值如下所示:
步驟4:創(chuàng)建開孔
在Cooling duct 1 Segment 0上右鍵菜單中新建Vent:
調(diào)整其大小及位置如下:Rectangular,100mm*300mm,Top,Offset 1=2300mm,Offset 2=800mm。
用陣列功能生成共10個開孔:
在模型樹中選中所有開孔,按Ctrl+D,則會在相同位置生成相同數(shù)量的復(fù)制品。將新生成的10個開孔的屬性表中Placement節(jié)點下Side一項選為Bottom將新生成的10個孔移至下表面。
步驟5:創(chuàng)建一個離心式風扇
先按如下所示在風扇的屬性表中設(shè)置風扇的尺寸,風扇的位置默認是在原點。
我們調(diào)整風扇的朝向,最終將使風扇的轉(zhuǎn)動軸與X軸平行。先在視圖區(qū)按L,即選擇左視圖,然后左鍵按住角度調(diào)整箭頭,當風扇變?yōu)樨Q直方向后松手(或者在箭頭上右鍵,在出現(xiàn)的對話框中輸入旋轉(zhuǎn)角度)。
在視圖區(qū)按A,即選擇模型的俯視圖。和上一步驟的操作類似,將風扇調(diào)整到如下朝向:
輸入風扇流量曲線:
步驟6:將機柜的右邊與風扇對齊
先選中segment 2,按住Ctrl再選中風扇。在右鍵菜單中選擇Align。
在彈出的Align對話框中做如下選擇:
結(jié)果如下:
再調(diào)整風扇沿X軸方向的位置,使風扇與segment 2對齊。
最終效果如圖所示:
步驟7:創(chuàng)建出風口
在segment 2上新建一個Vent,在屬性表里將形狀設(shè)為圓形,直徑設(shè)為和風扇入風口一樣即350mm,使用對齊功能將出風口和風扇的進風口對齊。
步驟8:設(shè)置求解方式和網(wǎng)格并進行計算
本例中我們要查看的只是各孔的流量,模型內(nèi)并沒有發(fā)熱元件。因此,在Solution Control(求解控制)的屬性表里,將Solution Type更改為Flow Only。將目標網(wǎng)格數(shù)設(shè)為40萬。
設(shè)置完畢后,點擊窗口上方的工具欄中雪花形狀的按鈕進行計算:
步驟9:查看計算結(jié)果
在主工具欄中選擇按鈕,依次選擇Cooling System ? Outflow。
利用注釋功能在視圖區(qū)標注各孔的流量
可以看出各孔流量的大致規(guī)律:靠近風機的進風量要大些,越遠越小。
查看動態(tài)煙線圖,同時選中各孔和風扇,在出現(xiàn)的工具提示中選擇,即在這
些流動的關(guān)鍵區(qū)域添加Streamline,然后點擊快捷圖標欄中的播放按鈕即
可查看空氣運動軌跡。
練習9 IDF文件的導(dǎo)入
介紹
由于PCB板的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,PCB板上的模塊也越來越多,直接對PCB板上發(fā)熱模塊及器件進行建模將極大的影響建模效率,6SigmaET可以通過導(dǎo)入IDF文件,提高建模速度。
通過這個練習你可以學到如何導(dǎo)入含PCB板上模塊信息的IDF文件及相關(guān)的操作,模型如下圖所示。
步驟1:創(chuàng)建一個新的項目
啟動6SigmaET,點擊菜單欄File/New或常用工具欄建立一個新的模型。點擊菜單欄File/Save As,給定一個項目名稱為IDF Import Tutorial;
步驟2:建立Chassis
尺寸為31.3mm*90.68mm*174mm:
步驟3:導(dǎo)入IDF文件
步驟4:設(shè)置導(dǎo)入選項
可以看到,導(dǎo)入IDF文件后,元件的名稱、類型、功耗以及熱阻模型也都導(dǎo)入了進來。用戶還可以根據(jù)高度、尺寸、功耗制定導(dǎo)入的規(guī)則,以及是否導(dǎo)入Vias等。
步驟5:調(diào)整PCB的方向和位置
導(dǎo)入后PCB的朝向如圖所示,利用旋轉(zhuǎn)箭頭將它旋轉(zhuǎn)到豎直方向。然后在左邊模型樹中先選中Chassis再選中PCB,在右鍵彈出菜單中選擇Align,即對齊功能:
在對齊對話框中將二者體中心對齊:
步驟6:查看板上的器件名稱及功耗分布情況
在工具欄中有個“A”字樣的按鈕,是用來對圖形做一些標注,以便于用戶觀看,選中PCB?Reference Designator,則繪圖區(qū)每個元件上面會顯示其標識。再選擇PCB繪圖按鈕,選擇Power選項:
最終效果如圖所示:
步驟7:將發(fā)熱元件的功耗進行調(diào)整
在本例中,器件分為3類:Capacitor,Resistence,Component。前兩類是不發(fā)熱的,Component也只有一部分是有功耗的。由于原文件中它們的功耗都太小,我們將它們的功耗的數(shù)值調(diào)大一些。首先利用查找功能將這些發(fā)熱的Component找出來。
在視圖區(qū)空白處單擊鼠標左鍵一下,這樣做是為了不選中任何物體。然后在工具欄單擊望遠鏡樣式的圖標,在整個模型中查找發(fā)熱的Component。這些Component共有兩種類型的功率因子,100%和150%。對于功率因子為100%的,將功率因子調(diào)整為10000%,對于功率因子為150%的,將功率因子調(diào)整為15000%對我們將在彈出的對話框中,依次選擇如下選項:
查找完畢后,在模型樹中就會出現(xiàn)符合條件的器件:
在屬性表中將功率因子改為15000%:
利用同樣的搜索方法,將功率因子為100%的元件進行更改:
步驟8:建立Test Chamber
在模型樹中選中ET Project,在工具欄中選擇建立Test Chamber功能。
調(diào)整Test Chamber的尺寸:
先選中Test Chamber,再選中Chassis,利用Align功能將它們體中心對齊。效果如圖所示:
步驟9:創(chuàng)建開口并設(shè)定邊界條件
選中Chassis的前后兩個面,并將它們卸載,也就是將Chassis的前后兩個面設(shè)為完全開口。
選中Test Chamber的前面,將它的屬性設(shè)為如下所示:
將后面設(shè)為如下所示邊界條件:
步驟10:設(shè)定網(wǎng)格并開始計算
網(wǎng)格數(shù)設(shè)定為400000,然后點擊工具欄中的雪花狀的按鈕Predict Temperature進行計算。
步驟11:查看計算結(jié)果
點擊工具欄的“A”字樣的按鈕,進行如下選擇:
各元件表面的溫度分布如下圖所示:
練習10 電子器件封裝
介紹
本練習展示了如何用6SigmaET模擬電子器件封裝,通過這個練習你可以學到:
創(chuàng)建不同詳細程度的印制板(PCB)、各種不同封裝形式的芯片(Chip)和器件(Component)、測試環(huán)境(Test Chamber);
運行計算及檢查計算結(jié)果。
問題描述:
本問題對一種PBGA(Plastic Ball Grid Array)封裝建立詳細模型,在一個JEDEC標準環(huán)境內(nèi)對其進行熱模擬,獲得封裝內(nèi)部溫度分布的詳細信息。
步驟1:創(chuàng)建一個新的項目
啟動6SigmaET,點擊菜單欄File/New或常用工具欄建立一個新的項目。點擊菜單欄File/Save As,給定一個項目名稱為Tutorial13 PBGA。
在模型樹中選中ET Project 節(jié)點,并在屬性表中將Name改為PBGA Tutorial。
步驟2:創(chuàng)建Test Chamber
使用Test Chamber模擬一個JEDEC標準環(huán)境。
選中Model Tree中PBGA Tutorial節(jié)點;
點擊圖形顯示區(qū)右側(cè)模型工具欄中的New Test Chamber圖標;
展開Geometry節(jié)點,并將Height、Width和Depth均設(shè)為304mm;
為Chamber的6個面賦予材料,首先選擇模型樹里的Materials節(jié)點,右擊New?Material:
材料的屬性值如下:
建立測試環(huán)境,選擇模型樹里的Cooling,右擊New?Environment:
輸入屬性值如下:
現(xiàn)在模型樹里展開Test Chamber節(jié)點,選中所有6個面,在屬性列表里,把Side Type設(shè)為Wall;Thickness設(shè)為3.175mm;Material設(shè)為剛才新建的wall;Environment設(shè)為Test Chamber Open Environment。
至此,Test Chamber環(huán)境搭建完畢,看起來如下:
步驟3:創(chuàng)建PCB
現(xiàn)在我們來創(chuàng)建PCB。
右擊模型樹中Test Chamber,選擇New?PCB。
屬性表里的各項如下:
PCB的Shape設(shè)為Rectangle;寬度,深度,和厚度按上圖所示數(shù)值設(shè)定。
PCB的放置位置即Placement也按上圖數(shù)值設(shè)定。
在Construction里,默認設(shè)定Conductor Material為Copper,Pure;默認設(shè)定Dielectric Material為FR4;保持默認設(shè)定即可。
Modelling Level里有如下選項:
從上到下是不同的簡化程度,如果您的PCB屬性比較簡單則選擇簡單模型即可。這里我們使用最詳細的建模,我們的PCB里有4層覆銅較多的導(dǎo)熱層,我們建立模型一一對應(yīng),所以這里選擇Explicit Layers。
如果中間的導(dǎo)熱層不是均布的,那么請設(shè)定Distribute Layers為User Specified。
因為導(dǎo)熱層是4層,所以設(shè)定Number Conductor Layers為4。現(xiàn)在在模型樹的PCB下面會出現(xiàn)Layers,這里可以對每一層導(dǎo)熱層進行設(shè)置:
選擇第一個PCB Conductor Layer,設(shè)定屬性表參數(shù)(位置,厚度,覆銅率)如下:
同理,第二層參數(shù)如下:
第三層:
第四層:
對PCB的設(shè)置已經(jīng)完成。在PCB上能很方便的建立簡單的器件模型,右擊PCB,選擇New?Chip,屬性表里的選項如下:
在Construction下的Package Style里有很多封裝類型,可以根據(jù)你的具體實際選擇:
外殼類型Case Type也有不同,塑料的,陶瓷的或其他:
Modelling Level可以是簡單模型或則熱阻模型:
材料可以選擇庫里的,也可以自定義。在Power里可以設(shè)定你的器件功耗。
因為我們將會建立非常詳細的器件模型,包括它的內(nèi)部結(jié)構(gòu),所以這里不采用Chip建模。在這里當你想屏蔽掉一個對象(不是隱藏)時,請右擊它選擇Uninstall。
現(xiàn)在PCB的模型已經(jīng)建立完畢,從側(cè)面看應(yīng)該是這樣的:
步驟4:創(chuàng)建PBGA
現(xiàn)在進入創(chuàng)建PBGA器件詳細模型的階段:
由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,層數(shù)眾多,材料各不相同,所以我們先集中把材料屬性建立好(共9種),到后面給每一層建模時,直接選擇即可。
1. 各向同性材料:
2. 各向異性材料:
3. 我們分三塊來建模,分別為基底層,芯片層,焊球?qū)印?/p>
(1)基底層:
基底層共有8層結(jié)構(gòu),我們從下至上一一建模。右擊模型樹里PCB,選擇New?Component,屬性表里位置數(shù)值參考下圖,設(shè)定Modelling Level為Detailed:
右擊Subcomponent Group 1,選擇New?Subcomponent,建立最底下一層,在屬性表里設(shè)定名稱,幾何參數(shù),位置參數(shù),材料如下圖:
同理,我們依次建立其余各層。第二層:
第三層:
第四層:
第五層:
第六層:
第七層:
第八層:
OK,基底層建設(shè)完畢。
(2)芯片層:
右擊Subcomponent Group 1,選擇New?Subcomponent,先是dieattach,這個和上面的類似,輸入屬性參數(shù)即可:
再是die,注意這里die是熱源,需要在Cooling里設(shè)定Heat Dissipated為2.4W:
最后是compound,注意這里的compound是包裹著芯片的密封材料,需要設(shè)定Type為Encapsulant,這樣它才能包含其他對象而不會報錯:
OK,芯片層也建立完畢了。
(3)最后是焊球?qū)樱?
右擊Subcomponent Group 1,選擇New?Subcomponent Group,然后右擊新建的Subcomponent Group,選擇New?Sub component,先建立一個焊球,屬性參數(shù)如下:
然后選中新建的ball,右鍵菜單中選擇Pattern,參數(shù)如下:
把不需要的焊球刪除,你可以在圖形界面框選不需要的焊球然后Delete,保留中間6*6的區(qū)間。最后看起來應(yīng)該這樣:
與焊球陣列類似,我們建立過孔層:右擊Subcomponent Group1,選擇New ? Subcomponent Group,然后右擊新建的Subcomponent Group,選擇New >> Subcomponent,先建立一個過孔,屬性參數(shù)如下:
與焊球類似,做6*6的陣列,得到:
至此,器件的詳細模型也搭建完畢了。最后看起來是這樣的:
步驟5:計算
現(xiàn)在我們檢查模型,生成網(wǎng)格,設(shè)定求解參數(shù),然后就可以計算求解了:
查看窗口里有沒有錯誤提示,如有請詳細查看,并修正錯誤;
點擊工具欄生成網(wǎng)格,點擊檢查模型。
模型樹里選擇Cooling里的Solution Control,設(shè)定參數(shù)如下(網(wǎng)格摘要只有在生成后才有):
檢查沒問題后,點擊 求解:
最后收斂,計算完成。
步驟6:檢查結(jié)果
現(xiàn)在我們來查看結(jié)果:
右擊模型樹中Result Plots選擇New>Result Plane,設(shè)定參數(shù)如下:
你可以在Result Plane里添加Push Pin來查看切面上不同位置點的溫度,這里我們添加了4個點,結(jié)果如下:
你也可以在Result Plots里添加最高和最低溫度點(右擊Result Plots,選擇New?Max and Min),它會在圖形窗口顯示位置,屬性表里有詳細數(shù)據(jù):
接下來你還可以用快捷圖標欄里的圖標,查看你想得到的任何結(jié)果。
練習11 LED燈散熱分析
介紹
目前在LED的應(yīng)用越來越普遍,但LED芯片的發(fā)熱功率越來越大,對散熱器的要求也越來越高,形狀也非常的不規(guī)則。正確的描述這些散熱器復(fù)雜的幾何形狀對流動和傳熱計算的精度至關(guān)重要。在6SigmaET中模擬這些復(fù)雜的幾何體可導(dǎo)入stl文件的方式來建模。
問題描述:
機箱內(nèi)包含一個復(fù)雜的太陽花散熱器,散熱器下部貼有LED芯片(熱源塊),LED芯片同時也是包含在LED燈外殼內(nèi)的,如下圖所示。
步驟1:導(dǎo)入CAD模型
打開6SigmaET。點擊圖標創(chuàng)建一個新的.equipment文件。系統(tǒng)自動生成的Chassis的大小為1U×440mm×500mm。鼠標左鍵選中結(jié)構(gòu)樹中的Chassis,拖拽綠色的尺寸調(diào)節(jié)拉桿來粗略的調(diào)節(jié)一下Chassis的尺寸。
導(dǎo)入CAD模型:File?Import?CAD Solid Definition。6SigmaET支持的格式為STL文件。
在彈出的對話框中找到需要導(dǎo)入的模型,點擊打開。此時在6SigmaET結(jié)構(gòu)樹中出現(xiàn)了Imported Geometry模塊。因為該CAD圖是組件,需要拆解為零件:選中模型樹中已導(dǎo)入的模型LED_asm,右鍵New?Subdivided Solid Definition。此時每個零件就被拆解,但仍然保持原裝配關(guān)系。
選中被拆解的第1至第7個零件,右鍵New?Solid Obstruction將每個零件轉(zhuǎn)換成為實體,出現(xiàn)在模型樹和視圖區(qū)中。
選中生成的實體然后在右鍵菜單中選擇New?Group Obstruction,將這些實體組成一個組,在對組進行操作時各實體的相對位置就不會變,它們會被當作一個整體:
拖拽Chassis的尺寸調(diào)節(jié)拉桿,使其“包”住所有實體。然后選中新生成的Group,將它們拖動到Chassis的中心位置:
因為三維建模軟件中模型的芯片和硅膠有干涉情況,我們在此進行一下調(diào)整:移動硅膠的位置,利用拖拽功能即可實現(xiàn)。按下F快捷鍵查看前視圖,鼠標滾輪滾動,放大模型,選中第一個硅膠,向下拖動至離開原位置,然后按下shift向上拖拽直至正好與芯片貼合即可,用同樣的方法進行第二塊硅膠的拖拽,使其與芯片貼合。
步驟2:材料、功耗參數(shù)設(shè)置
你會發(fā)現(xiàn)下面的錯誤報告欄出現(xiàn)錯誤提示:沒有添加材料。我們需要給定材料以及各器件的功耗。
選中芯片上層的硅脂,在右側(cè)的材料工具欄中點擊Material,設(shè)置一個新材料:在彈出的對話框中選擇New,在彈出的對話框中設(shè)置導(dǎo)熱系數(shù)為0.2W/mK即可。
以同樣的方法對芯片、銅基板、散熱器添加材料。芯片的功耗為40.8W,在屬性表中的Cooling?Heat Dissipated中設(shè)置,芯片的導(dǎo)熱系數(shù)為65.6W/(m•K)。
基板的材料為純銅,只需在材料庫Library中找到該材料并Attach即可。
散熱器的材料為鋁合金6063,該材料的導(dǎo)熱系數(shù)為201W/(m•K)。
步驟3:求解及后處理
至此模型已建好,先檢查模型有沒有錯誤。點擊上方工具欄中的圖標 。
模型檢查無誤后對求解參數(shù)進行設(shè)置。點擊模型樹下方的求解控制菜單(C-ooling?Solution Control),在右側(cè)的屬性表中打開,打開輻射形狀,保持目標網(wǎng)格數(shù)為默認的400萬。
設(shè)置環(huán)境溫度。選中chassis的六個邊,在右側(cè)的屬性欄中的Environment進行設(shè)置。在彈出的對話框中設(shè)置為25℃,考慮輻射溫度為25℃。
因為整體的模型是自然散熱,也沒有裝在箱體中,下面需要將chassis的六個邊設(shè)置為uninstall。
為了能夠顯示芯片的溫度的,在芯片的中心添加兩個溫度監(jiān)控點。選中Chassis,在上側(cè)的工具欄中選擇監(jiān)控點圖標。然后選中模型樹中的Sensor,點擊右鍵duplicate或者Ctrl+D復(fù)制生成另外一個監(jiān)控點。
將監(jiān)控點與芯片中心對齊。在模型樹中先選中第一個芯片,然后按住Ctrl鍵在選擇第一個監(jiān)控點Sensor 01,并點擊右鍵,選擇Align。
在彈出的對齊對話框中,選擇以XYZ軸的中心對齊。
以同樣的方法選中第二個芯片和第二個監(jiān)控點,執(zhí)行對齊操作。
進行求解計算。點擊上方工具欄中的按鈕就開始計算。
計算完畢后查看結(jié)果。首先選中所有的實體,在屬性表里將它們都歸到PCB一層。
選擇PCB Plot?Cooling System?Surface Temperature查看結(jié)果,
在視圖區(qū)單擊右鍵,Result Plane?New創(chuàng)建不同方向的截面并查看截面上的溫度分布。
水平截面上溫度分布
豎直截面上溫度分布
在截面屬性表里將Plot Type改為Flow Pattern,可以查看速度矢量圖:
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