Ansys Icepak 集成到 **Ansys Electronics Desktop (AEDT)** 环境后,相比传统的 **Icepak Classic** 版本,带来了许多显著的改进和功能增强,主要集中在**集成性、建模效率、求解能力、多物理场耦合以及用户体验**等方面。以下是主要的改进功能:
1. **单一工作环境 (AEDT):**
* 将 Icepak 与 HFSS、Maxwell、Q3D、Circuit 等电磁工具集成在同一个桌面环境下。
* **无需数据转换/导出导入:** 电磁模型、损耗分布可以直接传递到 Icepak 中进行热仿真,实现真正的无缝电-热耦合。
* **统一的项目管理、材料库、变量系统、后处理界面。**
2. **ECAD 集成增强:**
* 更流畅、更强大的 ECAD (如 ODB++) 导入接口,用于导入复杂的 PCB 布局和布线信息。
* 支持直接在 AEDT 中进行 ECAD 编辑(如 Trace 编辑、过孔管理、层叠设置)。
* **IDF (如 .emn/.emp) 导入支持动态更新**,当原始 IDF 文件修改后,AEDT Icepak 中的模型可以更新,无需重新导入。
3. **强大的参数化建模:**
* 完全支持 **Ansys SpaceClaim Direct Modeler (SCDM)** 引擎,提供直观、灵活的“直接建模”能力(推拉面、填充、移动面等)。
* **全参数化驱动:** 所有几何尺寸、位置、角度都可以定义为参数,便于设计优化和参数扫描。
4. **先进的局部坐标系:**
* 支持创建**任意旋转和平移**的局部坐标系 (UCS),极大简化了倾斜、非轴向对齐物体(散热器、挡板、斜置 PCB、风扇)的建模。经典界面局部坐标系只能平行于全局坐标系。
5. **更智能的布尔运算与对象管理:**
* 更健壮的布尔运算(并集、交集、差集)处理复杂几何相交。
* 改进的对象优先级系统,处理重叠物体更清晰。
* **非一致网格交界面 (Non-Conformal Meshing Interface):** 允许不同组件使用不同的网格密度,在交界面上自动耦合,提高网格效率。
6. **更丰富的 CAD 接口与模型修复:**
* 支持导入更广泛的 CAD 格式 (如 STEP, Parasolid, ACIS, Creo, NX, SolidWorks 等)。
* 集成了强大的 **SCDM 修复工具**,能自动或手动修复导入的 CAD 模型中常见的几何问题(小面、短边、缝隙、干涉等)。
7. **高级几何特征支持:**
* 更好地支持薄壁结构、复杂曲面、精细特征。
* 改进的包封 (Enclosure) 处理。
8. **Fluent Meshing 技术融合:**
* 在 AEDT Icepak 中融入了 **Ansys Fluent Meshing** 的核心技术和工作流程(尤其是在处理复杂几何和边界层网格方面)。
* **多级网格控制:** 提供更精细的区域控制(尺寸、增长率、边界层)。
9. **更智能的自动网格划分:**
* 算法更稳健,对复杂几何的适应能力更强,自动生成高质量网格的成功率更高。
* **改进的边界层网格 (Prism Layers):** 生成更规整、质量更高的边界层网格,对于精确捕捉壁面附近的流动和热边界层至关重要。
10. **网格质量诊断与优化工具:**
* 更详细的网格质量报告和诊断工具。
* 提供网格平滑、优化等功能。
11. **求解器核心更新:**
* 采用更新的、更高效的求解器核心,通常计算速度更快、内存管理更优。
* 支持**多核并行计算 (Shared Memory Parallel - SMP)** 和 **分布式内存并行 (Distributed Memory Parallel - DMP)** 加速求解。
12. **增强的辐射模型:**
* 更精确地处理表面辐射(包括灰体辐射、太阳辐射)和介质中的辐射吸收。
13. **高级湍流模型:**
* 支持更广泛的湍流模型选项(如 Transition SST),有时能提供更准确的流动预测,特别是在低雷诺数或转捩区域。
14. **更强大的瞬态求解能力:**
* 处理复杂瞬态热问题的能力和效率提升。
15. **焦耳热求解集成:**
* 在 AEDT 平台内,可以直接利用电磁求解器(HFSS, Maxwell, Q3D)计算的损耗(直流/交流/涡流)作为 Icepak 中的热源进行焦耳热仿真,实现真正的双向或多向电热耦合。
16. **参数化扫描与优化:**
* 深度集成的参数化扫描、优化 (Optimetrics) 和 DOE (Design of Experiments) 工具。可以方便地研究设计参数(如散热器尺寸、风扇转速、材料属性)对热性能的影响,并进行自动优化。
17. **脚本与自动化 (IronPython):**
* 使用 **IronPython** 脚本进行高度定制化的自动化建模、仿真设置、求解和后处理,大幅提升重复性工作效率。
18. **仿真流程模板化:**
* 支持创建自定义的仿真流程模板 (Template),固化最佳实践,便于团队协作和知识重用。
19. **统一且强大的后处理器:**
* 使用 AEDT 的统一后处理环境,功能强大且界面现代化。
* 支持创建复杂的切面、等值面、流线、粒子轨迹、动画。
* 支持表达式计算、场计算器、自定义量提取。
* 生成高质量的报告和图表。
20. **场覆盖显示:**
* 可以在同一个窗口中叠加显示温度场、速度场、压力场等,便于综合分析和结果解读。
21. **更先进的风扇/鼓风机模型:**
* 提供更详细的性能曲线输入选项和更精确的建模方法。
22. **热管/均温板 (Vapor Chamber) 模型:**
* 提供更符合实际的简化热管模型。
23. **材料库与管理:**
* 共享 AEDT 的统一材料库,管理更方便,支持自定义材料属性随温度变化。
* **无缝的多物理场集成:** 革命性的电-热、流体-热耦合工作流程是最大亮点。
* **强大的参数化建模与优化:** 基于 SCDM 的建模能力远超经典界面。
* **高效处理复杂几何:** 改进的 CAD 接口、修复工具和网格技术。
* **显著提升的建模灵活性:** 任意旋转的局部坐标系是关键代表。
* **现代化的工作流程与自动化:** 脚本、优化、模板化提升效率。
* **统一的平台与管理:** 项目、材料、变量、后处理都在一个界面下。
* **学习曲线:** AEDT 界面和操作逻辑与 Classic 有较大不同,用户需要一定时间适应。
* **硬件要求:** 运行 AEDT 和进行复杂仿真通常需要更高的硬件配置(内存、CPU)。
* **许可:** 使用 AEDT Icepak 通常需要相应的 AEDT 平台许可和 Icepak 求解器许可。
**总而言之,AEDT Icepak 不仅仅是界面的改变,它是一个功能更强大、集成度更高、更现代化、更适合处理当今复杂电子系统散热和电热耦合挑战的仿真平台。** 它极大地扩展了 Icepak 的能力边界,特别是在处理复杂几何、参数化设计、多物理场耦合和自动化方面。对于需要进行高级热设计、电热协同设计或处理复杂 CAD 模型的用户,AEDT Icepak 是必然的选择。Icepak Classic 则逐渐适用于相对简单、独立的热仿真任务或基于其特定脚本的工作流。