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Icepak for Electronics System Cooling
전자 장비 냉각 해석용 소프트웨어
ANSYS Icepak은 Fully Interactive, Object Based 소프트웨어이며, 전기/전자 제품을 설계하는 엔지니어를 위한 Thermal Management 소프트웨어입니다. ANSYS Icepak을 통하여 Chip level, Board level, System level의 제품에 대하여 열전달 현상, 유동 형상을 예측할 수 있으며, 제품의 개발 비용과 개발 기간을 단축할 수 있습니다. |
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 Model Building Features |
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| ⇒ ANSYS Icepak내의 predefined object에 대하여 마우스를 이용하여 이동, 사이즈 조절을 통하여 쉽고 빠르게 모델링 할 수 있습니다. 또한 복잡한 형상의 부품에 대하여 단순화 과정없이 모델링이 가능합니다. 뿐만 아니라, ANSYS Icepak V.12는 ANSYS Iceboard, Icechip이 Icepak으로 통합되면서 trace patten을 적용한 해석 및 trace joule heating을 고려한 해석이 가능합니다. |
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► bject Based Modeling
- Cabinet, block, fan, blower, PCB, openong, plate, heatsink등 predefined object에 의한 modeling
► Comprehenced object shape
- Rectangular block, cylinder, ellipsoide, elliptical sylinder, prism of polygonal cross section, prism of varying cross section,
duct of arbitary cross section에 의한 다양한 형상의 modeling
: Compact type 또는 detailed type의 heatsink형상 지원
: Blower object
► Rectangular 또는 circular 2-D / 3-D fan modeling
- Swirl, fan curve등의 효과를 고려한 advanced modeling
► Polygonal 또는 circular shape
- Fan, vent, resistance, plate, opening, network object
► Surface 또는 solid로 이루어진 2-D / 3-D CAD 형상에 대하여 직접 이용 가능
► Inclined plate, fan, vent, opening, resistance 지원
► 비등방성 열전도 현상 modeling 지원
► Temperature dependent material property 지원
► Contact resistance modeling
► Non-isotropic volumetric flow resistance modeling
► 다양한 library 지원
- 열전반도체(TEC), Fan, Thermal interface material(TIM), Filter, Package 및 다양한 material property 제공
- User definded library 제공
► Geometry inport from MCAD/ECAD
- ANSYS Icepro를 이용한 modeling
: A direct Pro/ENGINEER to ANSYS Icepak interface
: IGES / STEP등의 파일 import
: MCM / BRD 파일 import
: Gerber 파일 import
► Local coodinate 지원 |
| Automatic Mesh Generation Features |
| ⇒ ANSYS ICEM-CFD의 hexa, tetra, hex-dominent mesh를 이용하여 단 시간내에 quility 높은 격자를 자동 생성합니다. |
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► 자동 unstructured 격자 생성
► 자동 structured cartesian 격자 생성
► 자동 non-conformal 격자를 지원하여 격자수를 줄이고, 해석 시간을 줄일 수 있음
► Assembly를 이용하여 자동적으로 embeded non-conformal 격자 생성
► 자동 hex-donminant mesher(HDM)를 통하여 CAD object에 대하여 빠르고 정확하게 격자 생성
► Assembly를 이용하여 mixed mesh 생성 (tetra-hexa mesh, HD-hexa mesh 등)
► Graphic window를 통하여 격자 형상 및 quility check 가능
► ANSYS Icepak V.12에서 새로 업데이트 된 기능으로 hanging node meshing, stair-stepped meshing(cartesian HDM)을 통하여 격자수를 줄이면서도 body fitted 격자 생성 가능 |
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| ► ANSYS Icepak V.12에서 새로 업데이트 된 기능으로 zero slack non-conformal 격자 지원 및 Assembly내의 격자를 재사용, 이동하거나 부분 격자 생성 가능 |
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| Solver Attributes |
⇒ 전 세계적으로 신뢰성을 인정받고는 finite volume method인 Fluent 6.3 solver를 이용하여 수치해석을 수행합니다.
► Forced, natural, mixed convection, conduction, conjuated hea tranfer 지원을 통하여 복잡한 열전달 현상에 대해서 신뢰성 있는 결과 예측이 가능합니다.
► 층류 및 난류 유동에 대한 신뢰성 있는 수치해석 수행
- Mixing-length, Spalart-Allmaras, k-epsilon 난류 모델을 선택적으로 사용 가능
- RNG turbulence model
- Realizable k-epsilon turbulence model
- Enhenced RNG / k-epsilon turbulence model
► 복사 열전달 모델링 지원
- Surface to surface radiation model ( 자동적으로 view factor 계산 )
- Discrete ordinate radiation model
► 정상상태 및 비 정상상태 해석 지원
► Advanced solver control
- Discretization Scheme
- Under-relaxation factor
- Multi-grid solver
- Precision level - single / double
► Rubust shell conduction model
- 두께가 없는 plate에 대하여 planar/lateral conduction 효과 및 sylinderial shell에 적용
► 밀도에 의한 온도 효과를 예측하기 위하여 boussinesq approximation 적용
- 선택적으로 ideal gas law 적용 가능
► Electric current에 의한 joule heating 적용 가능
► Multiprocessor machine에서 병렬 계산 가능
- 계산 속도는 계산 용량과 processor개수에 의존적임
► Networked machine에서 병렬 계산 가능
- NT 또는 UNIX
► Batch processing 가능 |
| Optimization and Parametrization |
► 효율적인 gradient 기반의 설계 최적화 모듈
► Parametric 형상과 경계조건
► Parametric boolean 제어
► 최적화, 결과 리포팅, plotting 등을 위한 다양한 후처리 기능의 설정 가능
► 형상변수가 parametric하게 변하지 않는 경우 solver input 파일의 재 설정 없이 해석실행 |
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| Visualization and Report |
⇒ ANSYS Icepak은 full-function objects 3-D 후처리 기능을 제공하며, 사용자는 각각의 해석 결과에 대하여 쉽게 분석할 수 있습니다. Design option을 찾기위한 parametric 해석을 수행할 때 customized report와 그래프를 활용하여 결과의 경향을 확인하고 비교할 수 있습니다.
► 완전히 통합된 구조의 사용하기 편리한 object 기반의 visualization - 3차원 모델링
- 마우스 기반의 다양한 objects 조정 기능(회전, 이동, 확대/축소)
- View selection 및 resetting option
- Hidden line/surface의 제거
- 가시화 결과의 visible on/off
- 마우스를 이용한 cut-plane 단면 선택
- 도메인내에서 cut-plane 단면의 이동
- 특정 영역에 대한 cut-plane 단면 정의 및 이동
► Velocity vector, contour, particle trace, cut-plane, iso-surface 등의 visulization 지원
► Point probe 기능 및 데이터 리포팅을 위한 XY plotting 지원
► 마우스를 이용하여 Post-processing object의 특정 point data probe가능
► Point summary table 제공
► Velocity component, speed, temperature, pressure, heat flux, heat transfer coefficient, flow rate, turbulence parameter, vorticity 등 다양한 물리량에 대한 정보를 contour로 나타 냄
► Velocity vector
- Temperature, velocity magnitude, pressure등 다양한 변수 값들을 velocity vector 색상으로 표현 할 수 있음
► Animation 제작 지원
- Particle 또는 dye trace
- Transient 해석 결과의 vector 및 contour 결과
► 모든 object 또는 사용자가 정의한 도메인 영역에 대하여 해석된 모든 물리량(heat flux, mass flow rate, heat transfer coefficient 등)을 ASCII 파일 형태로 출력 할 수 있음
► 해석이 진행되는 동안 특정 point에서 해석 변수가 시간에 따라 변화되는 특성 확인 가능
► 동영상 제작 지원
- MPEG, AVI 포멧으로 Icepak에서 직접 동영상 제작이 가능
► Fan 또는 blower의 작동점 확인 가능 |
| 타 소프트웨어와 해석 결과 공유 |
► ANSYS Icepak에서 생성된 격자를 IDEAS neutral, ANSYS grid 파일로 export 가능
► ANSYS Icepak의 해석 결과를 NASTRAN, PATRAN, IDEAS, ANSYS로 export하여 열응력 관련 해석 가능
► ANSYS Icepak V.12에서 새로 업데이트 된 기능으로 Icepak의 해석 결과를 ANSYS Workbench내에서 공유할 수 있음
- CFX Post를 이용한 해석 결과 시각화
- ANSYS Structural를 이용한 thermal stress 해석
- ANSYS DesignXplorer을 통한 최적화 가능 |
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| 적용 사례 |
► Chip Level
⇒ LED, IC Chip에 대한 해석 사례 |
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► Board Level
⇒ PCB Board, 1U server에 대한 해석 사례 |
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► System Level
⇒ Automotive Equipment, PC, Avionics, Transfermer에 대한 해석 사례 |
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