【ANSYS技巧】ICEPAK參數(shù)暨優(yōu)化功能的拓展使用

2017-03-27 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

問題的提出

如圖1所示,某熱設(shè)計實例,散熱器底板嵌入多根均布熱管。擬考慮熱管數(shù)量對最終散熱結(jié)果的影響。在ICEPAK中均布熱管建?？捎蓡胃鶡峁軓?fù)制而獲得,但I(xiàn)CEPAK只可對熱管的尺寸設(shè)置參數(shù),復(fù)制數(shù)量卻無法設(shè)置參數(shù),如圖2。

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考慮另一種工況,沒有熱管,散熱器總體尺寸為連續(xù)變量。在ICEPAK內(nèi)可以用熱管的active parameter控制存在狀態(tài),但此類型參數(shù)只可以用于參數(shù)化計算,不可用于優(yōu)化計算,如圖3。可變通的方法是再建一個ICEPAK項目,把熱管全部抑制,但同時增加了項目文件管理工作量。

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某些情況下,ICEPAK內(nèi)設(shè)置的參數(shù),不同的工況,計算時需要不同的參數(shù)(一個或多個的組合)為固定值,這在ICEPAK內(nèi)也無法做到。

ANSYS WORKBENCH的DESIGN EXPLORER模塊大大拓展了ICEPAK的參數(shù)及優(yōu)化功能,下面通過實例演示以上3種要求的實現(xiàn)。

建模

如圖4,主散熱器底板內(nèi)鑲嵌的熱管用小散熱器建模,小散熱器的翅片部分全部埋入主散熱器底板,小散熱器的底板在主散熱器之外,另外用空氣fluid block全部覆蓋小散熱器底板,設(shè)置優(yōu)先級順序為: 主散熱器<小散熱器<fluid block,這樣既可實現(xiàn)“主散熱器內(nèi)嵌熱管”。欲對熱管數(shù)量設(shè)置參數(shù),只需把小散熱器的翅片數(shù)量設(shè)為參數(shù)既可,如圖5。

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為方便計算演示,再設(shè)置2個參數(shù):主散熱器擠出長度$length_main和熱管長度(小散熱器擠出長度)$length_hp,如圖6。設(shè)置2個目標(biāo)函數(shù):全局最高溫度和主散熱器質(zhì)量,并導(dǎo)入WORKBENCH,如圖7。

多工況計算

在WORKBENCH界面內(nèi),按需要可加入多個響應(yīng)面計算任務(wù),如圖8 。本文heatpipe count為優(yōu)化熱管數(shù)量工況,inactive heatpipe為沒有熱管工況。

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打開DESIGN OF EXPERIMENTS面板,如圖9,如欲設(shè)置某參數(shù)為固定值,只需uncheck此參數(shù)后面的ENABLED框,并在PROPERTIES面板內(nèi)的value欄輸入數(shù)值既可,如圖中主散熱器擠出長度設(shè)為固定值180 。

熱管數(shù)量的優(yōu)化計算較簡單,此處不再贅述。

“無熱管”工況

打開圖8的C2面板,如圖10,熱管數(shù)量(count_pipe)設(shè)為固定值6。為表達(dá)“無熱管”,熱管長度(length_hp)設(shè)為固定值0。主散熱器長度(length_main)范圍設(shè)為180至181。為節(jié)約計算量,DOE類型選CUSTOM,設(shè)置1個design point,如圖11。

點擊update開始計算,很快收斂如圖12。此時檢查ICEPAK內(nèi)熱管模型,長度確實為0,如圖13。