概述

在本例中，我們將對(duì)茶壺進(jìn)行熱分析，展示鋼材料和瓷材料在穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)分析中的溫度分布情況。

目標(biāo)

對(duì)鋼制和瓷制茶壺進(jìn)行穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)熱分析。

建模步驟

打開(kāi) Ansys Workbench，創(chuàng)建"穩(wěn)態(tài)熱分析系統(tǒng)"（Steady State Thermal System）。

為部件定義材料屬性。此處僅使用鋼和瓷進(jìn)行演示，但應(yīng)使用正確的材料屬性。

導(dǎo)入模型，并抑制一半的對(duì)稱部分。抑制后半部分模型如圖 1 所示。

圖 1. 茶壺主體與壺蓋的截面視圖

為幾何體賦予材料。首先對(duì)瓷材料進(jìn)行分析。

使用模型默認(rèn)生成的主體與壺蓋之間的熱接觸。

如圖 2 所示，在模型上施加相關(guān)的熱邊界條件。假定茶壺內(nèi)的茶水溫度為 100°C。

圖 2. 對(duì)流、溫度及輻射邊界條件

使用線性網(wǎng)格劃分模型，求解分析。溫度分布如圖 3 所示。

圖 3. 溫度分布

可以繪制茶壺的熱通量矢量圖，如圖 4 所示。

圖 4. 顯示傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射傳熱的熱通量圖

將材料改為鋼，重復(fù)步驟 4 至 8 對(duì)該材料進(jìn)行分析。

進(jìn)行瞬態(tài)分析。上述步驟不變，僅改變分析設(shè)置：求解時(shí)長(zhǎng)為 100 秒，溫度在此期間從 100°C 降至環(huán)境溫度 22°C。

劃分網(wǎng)格，定義子步，求解模型。瓷材料的溫度分布如圖 5 所示。

圖 5. 溫度分布

對(duì)鋼材料進(jìn)行瞬態(tài)分析。

總結(jié)

簡(jiǎn)潔地總結(jié)結(jié)果，并與前述建模目標(biāo)緊密聯(lián)系。

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