ANSYS Icepak 12.1 の機能
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ANSYS Icepakは対話型でオブジェクトベースのモデリング機能を備えた電子機器熱流体解析ツールです． 設計コストの削減と製品の市場投入までの時間短縮を可能にします．
機械系CADおよびEDAソフトウェアとの連携がより強化され，3次元CAD形状の直接インポートや， 配線データとしてCadence Allegro，拡張GERBER形式データの読み込みが可能です． 熱流体ソルバーとしてFLUENTを使用しており，非構造メッシュによる複雑な形状への柔軟な対応が可能になっています． また，FLUENTのマルチグリッドソルバーと分離計算アルゴリズムにより，計算は高速かつ安定です．
矩形以外の形状の正確なモデリングだけでなく， 接触抵抗，異方性熱伝導率，非線形ファンカーブ，配線とビアの詳細熱伝導モデリング，ヒートシンクの集中定数表現， 外部熱交換器，放射伝熱における形態係数の自動計算，数学的最適化など豊富な機能を備えています．
モデル構築
マウスによるオブジェクトの選択，配置，寸法の変更で，素早く容易なモデル構築． 複雑な形状も表現できます．
- 多彩な基本オブジェクト
キャビネット，ブロック，ファン，プリント配線板(PCB)，通気孔，開口部，板，壁，ダクト，発熱源，流動抵抗，簡略化ヒートシンク - さまざまなオブジェクト形状
矩形ブロック，円筒，楕円体，楕円柱，同心円柱，多角形柱，角錐台，任意断面ダクト - アドバンストオブジェクト
- ヒートシンク - 詳細形状，簡略化形状が選択可能
- ブロワーオブジェクト - 片側/両側吸気のブロワー/インペラーをモデル化
- ファンは，3次元または2次元で矩形，円形が選択でき，ハブ，ファンガード，発熱を設定可能． 回転数によるファンカーブの変更が可能．
- 2次元/3次元CADオブジェクトにより，CAD形状をそのまま表現可能．
- ライブラリ機能により，オブジェクト群の保存，再利用が容易．
- ファン，通気孔，開口部，流動抵抗，板は矩形，円形，多角形，斜め矩形が選択可能
- グラフィカルなモデル管理ツール「モデルマネージャー」
オブジェクト，アセンブリ，ライブラリ，プロジェクトの素早い作成，編集，設定，管理 - マウスによる対話型のGUIによる各種操作
- マウスまたはキーボードによるオブジェクトの配置，移動，サイズ変更
- オブジェクトのサイズ変更をガイドする目盛り表示
- マウスによる回転，移動，ズームなど3次元の動的な視点移動
- アンドゥ / リドゥ
- オブジェクトごとのアクティブ / 非アクティブ設定
- モデルのエラーと寸法許容誤差チェック
- 入力単位系の選択，カスタマイズ
- モデルマネージャーエンティティ操作
- ヒートシンク，ICパッケージ，ファンオブジェクトの詳細な設定
- グラフィカルなオブジェクト整列ツール
- 最適化およびパラメトリック機能
- 効率的な勾配法ベースの最適化モジュール
- 形状および境界条件のパラメータ化
- パラメータ論理演算
- ユーザー定義トライアルおよびパラメータ
- 最適化，リポート，プロットで使用できるポスト処理関数の設定
- 形状が変化しないパラメトリック計算で，ソルバー入力ファイルを再生成せずに計算
- ローカル座標系による形状入力
- 物性データの追加
- 熱電冷却(ペルチェ)素子ライブラリー
- 機械系/電気系CAD/EDAツールとのデータインポート/エクスポート
- ANSYS Icepro ANSYS Icepak専用3次元CADデータトランスレータ．STEP，IGES，SAT，Pro/Eに対応(オプション)
- IGES/STEP インポート(標準機能)
- IDF 2.0/3.0 インポート．プリント基板CADから基板形状および部品配置情報をインポート(標準機能)
- Cadence Allegro .brd/.mcm ファイルインポート(標準機能)．
- Cadence APD .mcm ファイルインポート(ICパッケージオブジェクト)(標準機能)
- 拡張GERBER(RS-274X)ファイルインポート(オプション)．
- 基板CADからインポートした配線形状の3次元化
- Gradient Firebolt，Cadence Encounterとの連携解析
- Ansoft SIwaveからの配線IRドロップ発熱分布インポート
Ansoft Simplolerへの過渡熱応答データエクスポート
- Gem Package(ジェム・デザイン・テクノロジーズ)データのインポート
- STEERSIP(ひびきのシステムラボ/ケイレックス・テクノロジー)データのインポート
- モデル形状情報のCSV形式インポート，エキスポート
- HTML フォーマットによるモデルサマリー
- ユーザ定義マクロ
自動メッシュ生成
- 自動非構造6面体形状適合メッシュ生成．全自動非構造メッシュにより．複雑な形状についても階段状近似を使用せずに対応可能
- 自動Hexa-Unstructuredメッシュジェネレータによる，単純形状に対する安定したメッシュ生成
- 自動HDM(Hex Dominant Mesher)による，CAD形状のメッシュ生成に対応
- 自動マルチレベル(ハンギングノード)メッシュ生成
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自動マルチレベル(ハンギングノード)メッシュ生成対象を通常オブジェクトに拡大
- 自動不連続(非構造/構造)メッシュ． 領域の分割により，メッシュの単純化，セル数の減少，計算速度向上に貢献．ネスティングも可能 モデルの領域ごとに異なるメッシュタイプを適用可能．
- 自動構造直交メッシュ生成．矩形が多数を占めるモデルの解析に対応
- 試解析向けの粗いメッシュの生成
- メッシュパラメーターのユーザー制御
- メッシュ品質表示ツール
包括的なモデリング
- 強制/自然対流，およびこれらの混合による熱伝達モード，固体の熱伝導，流体領域と固体領域間の熱伝達
- 形態係数の自動計算による表面間の放射熱伝達
- DO(Discrete-ordinates)放射モデルによる放射熱伝達．分解能，計算頻度設定可能．
- 層流，乱流
- 乱流モデルを使用する場合に，流体領域の一部の層流指定
- 定常解析，非定常解析
- 容積抵抗と速度，エネルギー源
高度な物理モデル
- ANSYS Icepakの詳細な物理モデルは，重要な流れと熱伝達の物理現象を含んでおり，予測の信頼性を保証します
- 0 方程式(混合距離)モデル，2方程式k-ε乱流モデル
- RNG 乱流モデル
- Realizable k-ε乱流モデル
- 2方程式モデルではEnhanced Wall Treatmentを選択可能
- 完全異方性の固体熱伝導率
- 温度依存物性
- 接触抵抗モデリング
- 速度比例(線形または二次)非等方性体積抵抗
- 体積抵抗の内部発熱
- 非線形ファンカーブ
- 放射の形態係数計算において改良ヘミキューブ法およびアダプティブ法を選択
- ファン，流れ抵抗，通気孔の集中定数モデル
- 薄板熱伝導モデル．厚みのない板で面内，厚み方向の熱伝導を考慮，円筒形にも対応
- 熱抵抗ネットワークモデル．ICパッケージのモデル化に適用可能
- CFD計算とRC(熱抵抗，熱容量)ネットワークモデルの連成
- RCネットワークモデルはICパッケージなどの非定常解析に適用可能
- 非定常ジャンクション発熱量設定
- 外部熱交換器の集中定数表現と数値流体解析の連成．熱交換器の質量流量と熱伝達係数を指定
- 自然対流における理想気体法則の適用
- ジュール発熱計算
柔軟なモデル構築のための境界条件
- 壁面/表面境界条件で熱流束，温度，対流熱伝達率，放射，対称，周期条件を指定
- 開口及び通気孔での入口/出口速度，質量流量，出口静圧，入口全圧，入口温度，乱流パラメーター設定
- 通気孔と流れ抵抗で，開口率に基づく圧力損失係数の自動計算
- ファンでは，質量流量またはファン性能曲線を設定
- 円柱/円形オブジェクトで回転数指定による表面速度
- 循環境界条件で外部熱交換器をシミュレーション
- 平面熱交換器で外部熱交換器をモデリング
- ネットワークオブジェクトによる熱交換器モデリング
- 非定常発熱源，温度依存発熱源
- 非定常雰囲気温度
- 開口部と壁面における速度，温度，熱流束，熱伝達係数の分布指定
- 流れパラメータの指定による相関式ベースの自動熱伝達係数境界
- 非定常圧力境界条件
- 非定常電流設定による非定常ジュール発熱
- 非定常解析における任意の時間刻み指定．変化が非常に短い時間で発生する場合に有効
ソルバー
最先端の有限体積法ソルバー ANSYS FLUENT 12.1 を搭載．
安定で高速かつ正確です．
洗練されたマルチグリッドソルバーと分離アルゴリズムにより，計算時間を短縮します．
- 複雑な形状にも対応する最先端技術による流体，熱伝達ソルバー
- 一次風上による試計算，または高次スキームによる高精度計算
- 不足緩和係数の自動調整による安定かつ高速な収束
- マルチプロセッサーマシン向け並列ソルバー．良好な並列化効率を誇ります
- ネットワーク向け並列ソルバー，Windows / UNIX両プラットフォームに対応
- 複数マシンを利用したトライアル計算を可能にするバッチキュー機能
- グリッド間解補間によるリスタート計算
- 流れ場と温度場の自動分離で，強制対流において収束までの時間を30%以上削減
可視化とリポート
3次元オブジェクトベースのポストプロセッサーを内蔵しており，計算結果を容易に判断することができます カスタマイズされたリポートで，パラメータを変化させた解析の傾向を判断可能です．
- 完全に統合された，対話型，オブジェクトベースの可視化ツール
- 3次元モデリング
- マウスによる動的な視点操作(回転，移動，ズーム)
- 視点選択およびリセット
- 陰線処理 / 表面除去
- オブジェクトの表示，非表示切替え
- 断面表示のマウスによる指定
- 断面表示の動的な移動
- 領域内の任意の断面の表示
- 速度ベクトルの可視化，分布，粒子トレース，オブジェクト面上のメッシュ，断面，等表面
- 配線モデリング機能で算出された直交異方性熱伝導分布の表示
- ジュール発熱計算時の電位，電流密度，発熱分布の表示
- ポイントプローブとXYプロットによるデータのリポート
- マウスによるポスト処理オブジェクト表面のデータ表示
- ポイントサマリーテーブル
- 速度成分，速度，温度，圧力，熱流束，熱伝達率，流量，乱流パラメーター，渦度などの分布
- 速度ベクトルの温度，速度の大きさ，圧力，他の解変数または導出量による着色
- 粒子と染料トレースのアニメーション
- 非定常解析でベクトルおよび分布のアニメーション
- オブジェクト全部，一部または指定領域の物理量および導出量(熱流束，質量流量，熱伝達率など)をテキストファイルへ出力
- 解の時間履歴をモデル内の任意の点でモニター
- 収束履歴をグラフでモニター
- 解変数のポイントモニターで計算の収束をモニタリング
- プリンタまたはファイルへのグラフィックス出力(PPM，TIFF，GIF，JPEG，RGB)
- MPEG，AVI，Animation GIF形式アニメーションの出力
- WindowsとUNIXでデータ完全互換
- シングルポイントオブジェクトをモニター．ポスト処理，リポートオブジェクトとして使用．
- ファンおよびブロワーの動作点リポート
- Autothermへ熱伝達率および温度をエキスポート
- NASTRAN，PATRAN，IDEAS Universalファイル形式データエキスポート
- ポスト処理オブジェクト上のデータをポイント形式で保存
- ANSYS CFD-Postデータ出力
その他
- 3次元オブジェクト(例えばブロック)と2次元オブジェクト(プレート)を相互に変換
- 計算中のデータ自動保存間隔の指定
- 計算時間刻みおよび発熱量の時間変化表示
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ANSYS WorkBench版リリース
オンラインヘルプとドキュメンテーション
- パネル/メニューの項目に対応するオンラインヘルプ
- メニューに対応するバブルヘルプ
- 例題つきチュートリアルマニュアル
- トレーニングマニュアル
動作環境
- Windows XP/Vista/7，Linux，UNIX
有償オプション
- ANSYS Icepro(3次元CADインターフェース)
- 拡張GERBER(RS274X)ファイルインポート(Icegrb)
(Cadence .mcm/.brdインポートは無償で利用可能です) - 数学的最適化機能(Iceopt)