ANSYS热分析指南与经典案例(4)

ansys热分析学习的好材料并有经典教程

ri2,OK；

(4)Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Convection>On Nodes,选择Pick All,

在Film coefficient框中输入-2,在Bulk temperature框中输入100,OK;

(5)Utility Menu>Select>Everything；

(6)Utility Menu>PlotCtrls>Symbols,在Show pres and convect as菜单中选择Arrow, OK; (7)Utility Menu>Plot>Nodes；

18、恢复工作平面及坐标系统

(1)Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cartesian；

(2)Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Global Cartesian； 19、设定载荷步选项:

Main Menu>Solution>-Load Step Options->Time/Frequenc>Time and Substeps,在Number of

substeps框中输入50,设置Automatic time stepping为On；

20、求解:Main Menu>Solution>-Solve->Current LS

21、显示温度分布彩色云图: Main Menu>General Postproc>Plot Results>-Contour

Plot->Nodal Solu,选择Temperature TEMP。

《ANSYS Verification Manual》中关于稳态热分析的实例：

VM58 VM92 VM93 VM94 VM95 VM96 VM97 VM98 VM99

Centerline temperature of a heat generating wire Insulted wall temperature

Temperature dependent conductivity Heat generating plate

Heat transfer from a cooling spine

Temperature distribution in a short solid cylinder Temperature distribution along a straight fin Temperature distribution along a tapered fin Temperature distribution in a trapezoidal fin

VM100 VM101 VM102 VM103 VM105 VM108 VM118 VM160 VM161 VM162 VM193

Heat conductivity across a chimney section Temperature distribution in a short solid cylinder Cylinder with temperature dependent conductivity Thin plate with a central heat source

Heat generation coil with temperature dependent conductivity Temperature gradient across a solid cylinder Centerline temperature of a heat generating wire Solid cylinder with harmonic temperature load Heat flow from a insulated pipe

Cooling of a circular fin of rectangular profile

Adaptive analysis of two-dimensional heat transfer with convection

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第四章 瞬态传热分析

一、瞬态传热分析的定义

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。

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，首先必须将载荷～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。

对于每一个载荷步，必须定义载荷值及时间值，同时必须选择载荷步为渐变或阶越。

二、瞬态热分析中的单元及命令

瞬态热分析中使用的单元与稳态热分析相同。要了解每个单元的详细说明，请参阅《ANSYS Element Reference Guide》。要了解每个命令的详细功能，请参阅《ANSYS Command Reference Guide》。

三、ANSYS 瞬态热分析的主要步骤

建模 加载求解 后处理

四、建模

确定jobname、title、units, 进入PREP7； 定义单元类型并设置选项； 如果需要，定义单元实常数；

定义材料热性能：一般瞬态热分析要定义导热系数、密度及比热； 建立几何模型； 对几何模型划分网格。

关于建模及划分网格，请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。

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五、加载求解

1、定义分析类型

如果第一次进行分析，或重新进行分析

GUI: Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis>Transient Command: ANTYPE,TRANSIENT,NEW

如果接着上次的分析继续进行（例如增加其它载荷）

GUI: Main Menu>Solution>Analysis Type>Restart Command: ANTYPE,TRANSIENT,REST

2、获得瞬态热分析的初始条件

①、定义均匀温度场

如果已知模型的起始温度是均匀的，可设定所有节点初始温度

Command: 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，但可通过如下方法设定参考温度：

Command: TREF

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

注意：设定均匀的初始温度，与如下的设定节点的温度（自由度）不同

Command: D

GUI: Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Temperature>On Nodes

初始均匀温度仅对分析的第一个子步有效；而设定节点温度将保持贯穿整个瞬态分析过程，除非通过下列方法删除此约束：

Command: DDELE

GUI: Main Menu> Solution>-Loads->Delete>-Thermal-Temperature>On Nodes

②、设定非均匀的初始温度

在瞬态热分析中，节点温度可以设定为不同的值：

Command: IC

GUI: Main Menu> Solution>Loads>Apply>-Initial Condit'n>Define

如果初始温度场是不均匀的且又是未知的，就必须首先作稳态热分析确定初始条件：

设定载荷（如已知的温度、热对流等） 将时间积分设置为OFF：

Command: TIMINT, OFF

GUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time Integration

设定一个只有一个子步的，时间很小的载荷步（例如0.001）：

Command: TIME

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

写入载荷步文件：

Command: LSWRITE

GUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>Write LS File

或先求解：

Command: SOLVE

GUI: Main Menu> Solution>Solve>Current LS

注意：在第二载荷步中，要删去所有设定的温度，除非这些节点的温度在瞬态分析