ANSYS热分析指南与经典案例(2)

每载荷步中子步的数量或时间步大小：对于非线性分析，每一载荷步需要多个子

步。

Command: NSUBST

GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts->Time/Frequenc>Time and Substps Command: DELTIM

GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts->Time/Frequenc>Time-Time Step

递进或阶越选项：如果定义阶越(stepped)选项，载荷值在这个载荷步内保持不变；

如果为递进(ramped)选项，则载荷值由上一载荷步值到本载荷步值随每一子步线性变化。

Command: KBC

GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time-Time Step/Time and Substps

b. 非线性选项

迭代次数：本选项设置每一子步允许的最多的迭代次数。默认值为25，对大数

热分析问题足够。

Command: NEQIT

GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Nolinear>Equilibrium Iter

自动时间步长: 对于非线性问题，可以自动设定子步间载荷的增长，保证求解的

稳定性和准确性。

Command: AUTOTS

GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time-Time Step/Time and Substps

收敛误差：可根据温度、热流率等检验热分析的收敛性。

Command: CNVTOL

GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Nolinear>Convergence Crit

求解结束选项：如果在规定的迭代次数内，达不到收敛，ANSYS可以停止求解

或到下一载荷步继续求解。

Command: NCNV

GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Nolinear>Criteria to Stop

线性搜索：设置本选项可使ANSYS用Newton-Raphson方法进行线性搜索。

Command: LNSRCH

GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Nolinear>Line Search

预测矫正：本选项可激活每一子步第一次迭代对自由度求解的预测矫正。

Command: PRED

GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Nolinear>Predictor

c. 输出控制

控制打印输出：本选项可将任何结果数据输出到*.out 文件中。

Command: OUTPR

GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>Solu Printout

控制结果文件：控制*.rth的内容。

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No Boundaries

ANSYS热分析指南

Command: OUTRES

GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File

④、确定分析选项

a. Newton-Raphson选项（仅对非线性分析有用）

Command: NROPT

GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options

b. 选择求解器：可选择如下求解器中一个进行求解：

Frontal solver(默认）

Jacobi Conjugate Gradient(JCG) solver

JCG out-of-memory solver

Incomplete Cholesky Conjugate Gradient(ICCG) solver Pre-Conditioned Conjugate Gradient Solver(PCG) Iterative(automatic solver selection option)

Command: EQSLV

GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options

注意：热分析可选用Iterative选项进行快速求解，但如下情况除外：

热分析包含SURF19或SURF22或超单元； 热辐射分析； 相变分析

需要restart an analysis

c. 确定绝对零度：在进行热辐射分析时，要将目前的温度值换算为绝对温度。如果

使用的温度单位是摄氏度，此值应设定为273；如果使用的是华氏度，则为460。

Command: TOFFST

GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options

⑤、保存模型: 点击ANSYS工具条SAVE_DB。

⑥、求解

Command: SOLVE

GUI: Main Menu>Solution>Current LS

3、后处理

ANSYS将热分析的结果写入*.rth文件中，它包含如下数据： 基本数据：

节点温度

导出数据：

节点及单元的热流密度 节点及单元的热梯度 单元热流率

节点的反作用热流率 其它

对于稳态热分析，可以使用POST1进行后处理，关于后处理的完整描述，可参阅《ANSYS Basic Analysis Procedures Guide》。 进入POST1后，读入载荷步和子步：

Command: SET

GUI: Main Menu>General Postproc>-Read Results-By Load Step

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可以通过如下三种方式查看结果：

彩色云图显示

Command: PLNSOL, PLESOL, PLETAB等

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GUI: Main Menu>General Postproc>Plot Results>Nodal Solu, Element Solu, Elem Table

矢量图显示

Command: PLVECT

GUI: Main Menu>General Postproc>Plot Results>Pre-defined or Userdefined

列表显示

Command: PRNSOL, PRESOL, PRRSOL等

GUI: Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solu, Element Solu, Reaction Solu

详细过程请参阅《ANSYS Basic Analysis Procedures Guide》。

实例1：

某一潜水艇可以简化为一圆筒，它由三层组成，最外面一层为不锈钢，中间为玻纤隔热层，最里面为铝层，筒内为空气，筒外为海水，求内外壁面温度及温度分布。

几何参数： 筒外径

总壁厚

30 feet 2

inch 0.75 inch 1

inch 0.25 inch 200 feet 0.028 70

oo

不锈钢层壁厚 玻纤层壁厚 铝层壁厚 筒长 玻纤 铝

不锈钢

导热系数

8.27 BTU/hr.ft.oF

BTU/hr.ft.oF

117.4

BTU/hr.ft.oF F

边界条件 空气温度 海水温度

44.5 F

2.5 BTU/hr.ft2.oF 80 BTU/hr.ft2.oF

空气对流系数 海水对流系数

沿垂直于圆筒轴线作横截面，得到一圆环，取其中1度进行分析,如图示。

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以下分别列出log文件和菜单文件。 /filename, Steady1

/title, Steady-state thermal analysis of submarine /units, BFT

Ro=15 !外径(ft) Rss=15-(0.75/12) Rins=15-(1.75/12) Ral=15-(2/12) Tair=70 Tsea=44.5 Kss=8.27 Kins=0.028 Kal=117.4 Hair=2.5 Hsea=80

!不锈钢层内径ft) !玻璃纤维层内径(ft) !铝层内径 (ft) !海水温度

!玻璃纤维的导热系数 (BTU/hr.ft.oF) !铝的导热系数(BTU/hr.ft.oF)

!潜水艇内空气温度

!不锈钢的导热系数 (BTU/hr.ft.oF)

!空气的对流系数(BTU/hr.ft2.oF) !海水的对流系数(BTU/hr.ft2.oF)

/prep7

et,1,plane55 mp,kxx,1,Kss mp,kxx,2,Kins mp,kxx,3,Kal

!定义二维热单元 !设定不锈钢的导热系数 !设定玻璃纤维的导热系数 !设定铝的导热系数

!创建几何模型

pcirc,Ro,Rss,-0.5,0.5

pcirc,Rss,Rins,-0.5,0.5 pcirc,Rins,Ral,-0.5,0.5 aglue,all numcmp,area lesize,1,,,16 !设定划分网格密度 lesize,4,,,4 …… 此处隐藏：3801字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……