1.問題描述

一個直徑為1m、初始溫度為2000K的金屬實心球體在300K的環境中（假設沒有對流換熱）熱輻射降溫的過程。考慮到球的對稱性，可將其簡化為軸對稱模型進行分析，也可采用實體模型進行分析。本文中采用實體模型進行熱輻射分析。

2.有限元解

2.1.絕對零度和斯蒂芬~玻爾茲曼常數設置

絕對零度設為0；斯蒂芬~玻爾茲曼常數設為5.67E-8W/(m²·K⁴)。

2.2.材料定義

該分析中采用國際單位制，各材料參數如下：密度7850kg/m³；導熱系數60.64W/(m·K)；比熱容460J/(kg·K)。

2.3.分析步設置

定義瞬態傳熱分析步，分析步時間為36000s。初始增量步設為0.1，最小增量步設為0.001，最大增量步設為100，最大增量步數設為1000。每個增量步所允許的溫度的最大變化設為50。

2.4.輻射率及環境溫度設置

輻射率設為1，環境溫度設為300K。

2.5.實心球初始溫度場設置

設置實心球體的初始溫度場為2000K。

2.6.網格劃分

低階熱傳導單元（DC3D8）。

2.7.溫度分布仿真結果

實心球球心溫度為501.8K，實心球表面溫度為489.8K。

來源：DeepFEA