ABAQUS一個模仿濕度擴散的算例(濕熱比擬)

在南方的夏天,濕與熱常常是彌漫在整個空氣之中,雖然濕度與熱度給人帶來的感覺不一樣,二者在擴散過程卻是類似的。在ABAQUS仿真模擬中,有關傳熱的算例已有不少,但是關于濕度擴散的例子卻不多見。本帖嘗試通過利用abaqus的傳熱模塊,模擬濕度在某復合材料中的擴散過程。

1.模型簡介

模型由三層材料組成,上面兩層材料依次為CFRP 和Epoxy,濕度擴散系數較小,最下一層材料為concrete,濕度擴散系數較大,整個結構浸泡在水之中。(其中,第二層材料兩端有兩個缺口,有水浸入)。

ABAQUS一個模仿濕度擴散的算例(濕熱比擬)的圖1

有限元模型如下

a1.png

ABAQUS一個模仿濕度擴散的算例(濕熱比擬)的圖3

a2.png

 ABAQUS一個模仿濕度擴散的算例(濕熱比擬)的圖5

相關幾何尺寸見有限元模型。

 2. 參數比擬

在瞬態傳熱過程中,導熱系數k,材料密度rho,比熱c的確定必不可少。而在濕度擴散模擬中,實驗方僅僅提供一個濕度擴散系數alpha,為了簡單起見

                alpha=k/(rho*c)

這里rho,c都取1,k取濕度系數,如下所示

ABAQUS一個模仿濕度擴散的算例(濕熱比擬)的圖6

a3.png

3.分析步選?。?/strong>

heat-transfer,transient即可,因為濕度擴散系數較小,分析時長取了6個月,也即60*60*24*30*6= 1.5552E+007s

 

4.邊界條件

 預定義一個零度溫度場,在各個邊界上施加一個100攝氏度的溫度邊界條件。

 

5 結果分析

 

以下分別是一個月,三個月,六個月之后結構的溫度分布云圖。 

a4.png

                                                        一個月之后結構的濕度(溫度)分布云圖

    

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                                                        三個月之后結構濕度(溫度)分布云圖

a6.png

ABAQUS一個模仿濕度擴散的算例(濕熱比擬)的圖11ABAQUS一個模仿濕度擴散的算例(濕熱比擬)的圖12                                                        六個月之后結構的濕度(溫度)分布云圖

 解釋

因為上側材料濕度擴散系數較小,因而開始階段 上部中間界面濕度最小,隨著時間的增加,結構的濕度逐漸增加,最后會達到穩定狀態,也即各點濕度會與環境濕度(100攝氏度)保持一致。

  附件

  inp 文件如下所示

 

ABAQUS一個模仿濕度擴散的算例(濕熱比擬)的圖13
ABAQUS一個模仿濕度擴散的算例(濕熱比擬)的圖14
ABAQUS一個模仿濕度擴散的算例(濕熱比擬)的圖15
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