ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例


本案例主要介紹ANSYS Workbench18.0的穩態熱分析模塊,計算實體模型的穩態溫度分布及熱流密度。

學習目標:

熟練掌握ANSYS Workbench18.0的建模方法及穩態熱學分析的方法及過程。

題設案例:

圓柱形實體模型,實體一端面溫度為500℃,另一端面溫度是22℃,請用ANSYS Workbench分析計算內部的溫度場云圖。

  1、啟動Workbench18.0并建立分析項目
  選擇主界面“Toolbox(工具箱)”中的“Component Systems”—“Geometry(幾何)”命令,即可在“Project Schematic(項目管理區)”創建分析項目;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖1

2、導入幾何模型

右擊Geometry,在彈出的快捷菜單中選擇“Import Geometry”—“Browse”命令,選擇需要打開的模型源文件,打開即可;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖2

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖3

3、創建分析項目

  選擇“Toolbox(工具箱)”—“Analysis Systems”命令中的“Steady-State Thermal(穩態熱分析)”,并直接拖拽到項目欄的“Geometry”項中,實現項目數據共享。

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖4

4、添加材料庫

(1)雙擊項目B中B2欄的“Engineering Data”,進入材料參數設置界面;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖5

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖6

5、添加模型材料

(1)雙擊B4欄的“Model”項,進入下圖所示的Mechanical界面。

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖7

(2)點擊Geometry下的solid,在下方的“Details of Solid”中給模型的各部分添加材料,單擊參數列表Material下的Assignment,選擇New Material,其余默認即可,模型定義材料成功;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖8

6、網格劃分
(1)點擊Mesh,選擇模型body,右鍵Insert設置網格劃方式為Sweep Method;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖9

(2)選擇模型body,右鍵Insert設置網格尺寸為20mm;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖10

(3)選擇模型端環面,右鍵Insert設置網格層數為3層(也可以更多層);

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖11

(4)右鍵點擊Generate Mesh生成網格;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖12

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖13

7、施加載荷及約束
(1)添加溫度邊界條件1,選擇模型一端面,并設置溫度為500℃,其他默認設置;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖14

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖15

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖16

(2)添加溫度邊界條件2,選擇模型另一端面,并設置溫度為22℃,其他默認設置;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖17

8、結果后處理
(1)右鍵點擊solution,點擊solve求解;
(2)求解完成后,右鍵點擊solution,點擊Insert—Thermal—Temperature;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖18

(3)右鍵點擊solution,點擊Evaluate All Results;操作及生成的結果如下圖所示;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖19

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖20

(4)求解完成后,右鍵點擊solution,點擊Insert—Thermal—Total Heat Flux;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖21

(5)右鍵點擊solution,點擊Evaluate All Results;操作及生成的熱流量云圖如下圖所示;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖22

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖23

(6)單擊圖示剖面線選項,在下圖視圖下自左向右畫一條水平剖面線,操作及圓柱體內部溫度場的分布情況如下圖所示;

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖24

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖25

ANSYS WORKBENCH 穩態熱傳導分析案例的圖26

9、保存并退出

返回Workbench18.0主界面,保存并退出;


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