ANSYS热分析指南(6)

/post1

set,last

sflist,all! 列出对流边界条件 /pnum,tabn,off! 关闭表格名显示 /psf,conv,hcoef,2

/pnum,sval,1! 显示表格边界条件的数值 eplot! convection at t=60 sec. plns,temp fini

3.8《ANSYS Verification Manual》中与热分析相关的实例

《ANSYS Verification Manual》中包含了很多热分析的实例，尽管这些实例并没有逐步的指导和所明，但也通过其中的命令及注释来学习热分析中可能会遇到的各种问题。下面列出了校验手册中与热分析相关的实例：

VM3- Thermal Loaded Support Structure VM23- Thermal-structural Contact of Two Bodies VM27- Thermal Expansion to Close a Gap VM32- Thermal Stresses in a Long Cylinder VM58- Centerline Temperature of a Heat Generating Wire VM64- Thermal Expansion to Close a Gap at a Rigid Surface VM92- Insulated Wall Temperature VM93- Temperature-dependent Conductivity VM94 - Heat-generating Plate VM95 - Heat Transfer From a Cooling Spine VM96 - Temperature Distribution in a Short Solid Cylinder VM97 - Temperature Distribution Along a Straight Fin VM98 - Temperature Distribution Along a Tapered Fin VM99 - Temperature Distribution in a Trapezoidal Fin VM100 - Heat Conductivity Across a Chimney Section VM101 - Temperature Distribution in a Short Solid Cylinder VM102 - Cylinder with Temperature Dependent Conductivity VM103 - Thin Plate with a Central Heat Source VM104 - Liquid-solid Phase Change VM105 - Heat-generation Coil with Temperature Dependent Conductivity VM106 - Radiant Energy Emission VM107 - Thermocouple Radiation VM108 - Temperature Gradient Across a Solid Cylinder VM109 - Temperature Response of a Suddenly-cooled Wire VM110 - Transient Temperature Distribution in a Slab VM111 - Cooling of a Spherical Body VM112 - Cooling of a Spherical Body VM113 - Transient Temperature Distribution in an Orthotropic Metal Bar VM114 - Temperature Response to a Linearly Rising Surface Temperature VM115 - Thermal Response of a Heat-generating Slab VM116 - Heat-conducting Plate with Sudden Cooling VM118 - Centerline Temperature of a Heat Generating Wire VM119 - Centerline Temperature of an Electrical Wire VM121 - Laminar Flow through a Pipe with Uniform Heat Flux VM122 - Pressure Drop in a Turbulent Flowing Fluid VM123 - Laminar Flow in a Piping System VM124 - Discharge of Water from a Reservoir VM125 - Radiation Heat Transfer Between Concentric Cylinders VM126 - Heat Transferred to a Flowing Fluid VM147 - Gray-body Radiation Within a Frustrum of a Cone VM159 - Temperature Controlled Heater VM160 - Solid Cylinder with Harmonic Temperature Load VM161 - Heat Flow from an Insulated Pipe VM162 - Cooling of a Circular Fin of Rectangular Profile VM164 - Drying of a Thick Wooden Slab VM192 - Cooling of a Billet by Radiation VM193 - Adaptive Analysis of Two-dimensional Heat Transfer with Convection 第四章瞬态热分析

4.1瞬态传热的定义

ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical，ANSYS/FLOTRAN和ANSYS/Professional这些产品支持瞬态热分析。瞬态热分析用于计算一个系统的随时间变化的温度场及其它热参数。在工程上一般用瞬态热分析计算温度场，并将之作为热载荷进行应力分析。许多传热应用—热处理问题，喷管，引擎堵塞，管路系统，压力容器等，都包含瞬态热分析。

瞬态热分析的基本步骤与稳态热分析类似。主要的区别是瞬态热分析中的载荷是随时间变化的。为了表达随时间变化的载荷，可使用提供的函数工具描述载荷～时间曲线并将该函数作为载荷施加（请参考《ANSYS Basic Porcedures Guide》中的“施加函数边界条件载荷”），或将载荷～时间曲线分为载荷步。载荷～时间曲线中的每一个拐点为一个载荷步，如下图所示:

图4-1 用荷载步定义时变荷载

对于每一个载荷步，必须定义载荷值及时间值，同时还需定义其它载荷步选项，如：载荷步为渐变或阶跃、自动时间步长等，定义完一个载荷步的所有信息后，将其写为载荷步文件，最后利用载荷步文件统一求解。本章对一个铸件的分析的实例对此有进一步说明。 4.2瞬态热分析中使用的单元和命令

瞬态热分析中使用的单元与稳态热分析相同，第三章对单元有简单的描述。要了解每个单元的详细说明，请参阅《ANSYS Element Reference》。要了解每个命令的详细功能，请参阅《ANSYS Commands Reference》。 4.3瞬态热分析的过程

瞬态热分析的过程为： 建模

施加荷载并求解

在后处理中查看结果

以下的内容将讲述瞬态分析的基本步骤，由于并不是每个瞬态分析的过程都一致，因此本书先对整个过程进行了一般的讲解，再进行实例的分析。

4.4建模

建立一个模型首先应为分析指定jobname和title。如果是运行的是GUI，可以在Main Menu>Preferences中对菜单进行过滤。然后进入前处理器（PREP7）完成以下工作：

定义单元类型

定义需要的单元实常数

定义材料属性 建立几何实体

划分网格

《ANSYS Modeling and Meshing Guide》中对本部分有详细说明。

4.5施加荷载和求解

在瞬态分析中，施加荷载的第一步是定义分析类型，然后为分析建立初始条件。 4.5.1指定分析类型

在这一步中，可以如下指定分析类型：

GUI: Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis>Transient

如果是一个新的分析，执行命令：ANTYPE,TRANSIENT,NEW 如果是重新启动以前的分析，比如，附加一个荷载。执行命令：ANTYPE,TRANSIENT,REST。（条件是先前分析的jobname.ESAV、jobname.DB等文件是可以利用的） 4.5.2为分析建立初始条件

瞬态热分析的初始条件来自于对应的一个稳态计算结果，或者直接为所有节点设定初始温度。

4.5.2.1设置均匀的初始温度

如果已知模型起始时的环境温度，可用下面的方法来设定所有节点的初始温度： 命令：TUNIF

GUI:Main Menu> Solution>-Loads->Settings>Uniform Temp

如果不在对话框中输入数据，则默认为参考温度，参考温度的值默认为零，可以如下设定参考温度：

命令：TREF

GUI:Main Menu>Solution>-Loads->Settings>Reference Temp

注意：设定均匀的初始温度，与下面的设定节点温度（自由度）不同。 命令：D

GUI:Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->On Nodes 初始均匀温度仅对分析的第一个子步有效；而设定节点温度将使节点温度在整个瞬态分析过程等于指定值，除非通过下列方法删除此约束： 命令：DDELE

GUI: Main Menu> Solution>-Loads->Delete>-Thermal-Temperature>On Nodes 4.5.2.1设置非均匀的初始温度

在瞬态热分析（不是稳态热分析）中，可以指定一个和一组初始温度不均匀的节点，方法如下：

命令：IC

GUI: Main Menu> Solution>Loads>Apply> …… 此处隐藏：5166字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……