瞬態溫度的案例
凍土路基的瞬態溫度分析
凍土路基的瞬態溫度分析，請各位大俠看了視頻后提出意見！謝謝
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瞬態溫度場靈敏度分析的精細積分法
精細積分法
機械強度 2000年 04期-瞬態溫度場靈敏度分析的精細積分法.pdf
激光加熱下的n層材料三維溫度分布的穩態/瞬態解析解- with source code
整理了一下以前寫的關于高斯分布激光加熱下的任意層材料結構三維溫度分布的解析解。
這個模型考慮在
（1）材料表面受任意空間和時間分布的熱源（包括高斯分布激光加熱）。
（2）x-y平面內無限大，(在x-y面內有限大的情況也可以很容易推導出。
（3）在z方向上有n層材料，n可取1，2。。。任意值。
（4）最底部的熱邊界條件可以是T0,絕熱和無限厚情況。
（5）考慮各層材料的熱物理參數的各項異性和各層之間的接觸熱阻。
（6）適用與x,y,z笛卡兒坐標和柱坐標下。
情況下的內各層內的瞬態溫度分布T(r,z,t)，或者在固定加熱頻率omega下的的溫度分布T(r,z, omega)，omega = 0既穩態。 這個模型可以很容易的編程實現，比如用C++或mathcad...
這個模型可以廣泛地用在材料的熱物理參數測量試驗中。
Analytical Solution of Heat Conduction in Multilayer Structure.pdf
展開 平板溫度場瞬態分析 ￥5
USE JACOBI CONJUGATE GRADIENT SOLVER
SOLVE
FINISH
溫度場動畫與時間歷程動畫放在一起，命令流見附件，感興趣的可以下載！
運行的時候將myanim.txt后綴改成mac，放到ansys工作路徑下運行即可。
ANSYS Workbench鍋爐給水管熱應力分析 ￥20
圖4 穩態溫度場
圖5 穩態熱應力場（應力強度）
3瞬態熱應力分析
20min間斷供水開始時，金屬溫度為飽和水的溫度，即190.7℃。在進行瞬態溫度場分析時，認為50℃冷水按照1.377m/s的速度均均向前推進，通過給水管的時間為0.302s。為了計算最后達到穩定傳熱是的溫度場，計算最終時間為300s。分析中共采用了18個載荷步，如表2所示。
表2 熱分析載荷步
在Workbench的瞬態熱分析中默認設置的初始溫度是整個結構均勻一致，如果初始溫度不一致，可先進行一次穩態熱分析，然后把穩態熱分析的溫度場結果作為瞬態熱分析的初始溫度。在本例中，結構的初始溫度均勻一致，為190.7℃。
圖6 瞬態溫度場（1s）
圖7 瞬態溫度場（10s）
圖8 瞬態溫度場（40s）
圖6到圖8給出了不同時間下的瞬態溫度場云圖，取管子內表面為路徑，可以得到不同時刻的溫度分布情況，如圖9所示。圖中橫坐標為到零時刻冷熱水交界面的距離?？梢钥闯?，0.2s、0.5s、1s時的溫度曲線呈現明顯的臺階狀（這是由于熱分析邊界條件采用與時間步對應的階越方式，如果時間步足夠小，臺階將消失）。同時，2s、5s、10s、40s的溫度曲線在與管板連接區域有明顯的“凸臺”，這是因為管板將熱量源源不斷地傳送到水管上。在40s時，溫度逐漸趨于穩定。
圖10 給水管內壁溫度分布曲線
圖11 給水管內壁應力強度分布曲線
圖10給出了1s、2s、5s、10s、40s時給水管內壁的應力強度曲線。與圖9的情況類似，最終的應力峰值出現在與管板交界的區域。圖11為300s時的應力強度云圖，屈服區域明顯變大，最大應力強度增加至332.34MPa，比連續給水時高出16%。
圖12 300s時瞬態應力場（應力強度）
算例源文件見付費內容
展開 技術干貨丨基于SimSolid的塑膠模具溫度場瞬態分析
SimSolid 采用無網格技術，支持自動接觸設置，支持導入1000+零件裝配體，可以快速完成模具的預熱分析，實現了在實際開模前評估預熱時間，關鍵區域溫度場分布，提前定義充足的工藝條件；
以上面的模具為例，此模具注塑時需要90℃模溫，使用模溫機進行預熱和冷卻；
冷卻水路如下所示：
初始預熱冷卻水路溫度為95℃，環境溫度為23℃，評估7200S后模具核心區域的溫度的分布情況。（注塑核心區域溫度達到90℃以上，整個計算過程簡化了進水口與出水口的溫度差異，默認為95℃恒溫。）
塑膠模具溫度場瞬態分析
1.模具初始模型輸入
導入整套塑膠模具模型，所有模型不經過任何精簡或者處理，直接由NX導入到 SimSolid；
合計零部件數目430個，抑制2個多余的小體積零件，自動識別出螺栓153個。
2.統一定義材料
統一設置材質，對于個別零件如果有特殊材質，可以單獨選中定義材料。
3.自動生成接觸條件
自動批量設置零部件的接觸類型，有特殊接觸需要的零件，可以手動變更接觸類型。
4.熱條件輸入
通過時間曲線的振幅因子，控制不同時間的水路溫度輸入；
定義需要計算的預熱溫度場輸入，可以是功率也可以是溫度，或者是變化的溫度場輸入，比如開始時100℃，1小時后變更為90℃等，可以通過上述實際曲線進行控制；
定義上下與注塑機接觸面的熱交換系數，定義模具四周表面對流區域及換熱系數；如果有特殊區域，如有隔熱板區域，可以單獨定義。
展開 半導體加工中的快速熱處理分析
在快速熱退火配置中分析傳感器的性能和溫度分布
根據上圖所顯示的，快速熱退火在許多應用中經常使用雙面加熱。在這些設置中，紅外燈被放置在硅晶圓的上方和下方。對于本文討論的快速熱退火教程，我們選擇建立一個單面加熱裝置的模型。
快速熱退火配置的熱模型幾何結構
在上圖中，組件被儲存在一個具有溫度控制壁的腔
室中，壁的設定點溫度為400K。因為腔室是封閉的，所以腔室壁的幾何形狀被省略了。該模型進一步假設輻射和對流
冷卻在物理系統中占主導地位。使用傳熱系數來模擬晶圓和傳感器與氣體的對流冷卻。
同時，將紅外燈視為一個固體，其體積熱源為 25kW。除了頂面，固體燈其他面都設為熱絕緣。正是通過燈面向晶圓的頂面，熱量以輻射形式離開燈管。該模型使用較低的固體熱容來實現燈的快速啟動。燈的其他熱特性與金屬銅相同。
首先我們來看看加熱 10s 后燈管、晶圓和傳感器的溫度分布。在下面的模擬圖中，晶圓的溫度(約 1800K)和傳感器的溫度(約 1100K)之間存在著明顯的差異。您可能也會觀察到晶圓上的溫度分布也不均勻。重新配置熱源可以幫助解決這個問題，雖然這沒有包括在我們的例子模型中。
加熱 10 s 后的瞬態溫度場。
我們還想看看傳感器的溫度如何反映了晶圓表面的溫度。為此，繪制了晶圓表面面向燈的中心點的瞬態溫度，以及傳感器頂部表面某點的溫度。在下面的圖中，這兩個測量值分別用 Twafer 和 Tsensor 來表示。同時顯示了燈的瞬態溫度（Tlamp）和傳感器表面的輻照功率 Isensor。
比較快速熱退火配置的各個組件的瞬態溫度，以及傳感器表面的輻射功率。
從模擬結果可以看出，傳感器的溫度很難反映晶圓的溫度。因此，這個過程中調節熱電偶的信號不會很有用。但紅外探測器確實顯示出與晶圓溫度特征的良好一致性。
展開 航空發動機壓氣機和渦輪輪盤的載荷特點及計算狀態
對于高壓壓氣機盤
穩態溫度場：
在無冷卻氣流冷卻時，可以認為無溫差存在；
在有冷卻氣流冷卻時，Tb可近似取為各級通道氣流的出口溫度+15℃，T0 可近似取為抽取冷卻氣流級的氣流出口溫度+15℃。
瞬態溫度場：
Tb 可近似取為各級通道氣流的出口溫度；
T0 沒有冷卻氣流時，可近似取輪緣溫度的50%；有冷卻氣流時，可近似取冷卻氣流抽取級出口溫度。
2. 對于渦輪盤
穩態溫度場：
Tb0 為葉片根部的截面溫度；△T 為榫頭的溫降，可近似取。榫頭不冷卻時△T=50-100℃；榫頭冷卻時△T=250-300℃。
瞬態溫度場：
帶冷卻葉片的盤可近似取：瞬態溫度梯度=1.75×穩態溫度梯度；
不帶冷卻葉片的盤可近似取：瞬態溫度梯度=1.3×穩態溫度梯度。
展開 基于SimSolid的塑膠模具溫度場瞬態分析【附100個AI應用案例下載】
SimSolid 采用無網格技術，支持自動接觸設置，支持導入1000+零件裝配體，可以快速完成模具的預熱分析，實現了在實際開模前評估預熱時間，關鍵區域溫度場分布，提前定義充足的工藝條件；</p><p><br></p><p>以上面的模具為例，此模具注塑時需要90℃模溫，使用模溫機進行預熱和冷卻；</p><p><br></p><p>冷卻水路如下所示：</p><p><br></p><p><img src="https://mmecoa.qpic.cn/mmecoa_png/x0yLiaf5fF6zViaNwGu9Apt5Z4icfRMia12To721MhTKAdmxmEics92qFyEdeI4Z4KrJgSEUPa9nkndvO6iatwe2lWBw/640?wx_fmt=png&from=appmsg"></p><p><br></p><p>初始預熱冷卻水路溫度為95℃，環境溫度為23℃，評估7200S后模具核心區域的溫度的分布情況。（注塑核心區域溫度達到90℃以上，整個計算過程簡化了進水口與出水口的溫度差異，默認為95℃恒溫。）</p><p><br></p><p><strong>塑膠模具溫度場瞬態分析</strong></p><p><strong>1.模具初始模型輸入</strong></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmecoa.qpic.cn/mmecoa_png/x0yLiaf5fF6zViaNwGu9Apt5Z4icfRMia12TU5SB8KyPTwqzYqa3fCrU2WUlDO1LICXXrKvze8aEibf2EEpcRpeykIw/640?
展開 基于SimSolid的塑膠模具溫度場瞬態分析
SimSolid采用無網格技術，支持自動接觸設置，支持導入1000+零件裝配體，可以快速完成模具的預熱分析，實現了在實際開模前評估預熱時間，關鍵區域溫度場分布，提前定義充足的工藝條件；
以上面的模具為例，此模具注塑時需要90℃模溫，使用模溫機進行預熱和冷卻；
冷卻水路如下所示：
初始預熱冷卻水路溫度為95℃，環境溫度為23℃，評估7200S后模具核心區域的溫度的分布情況。（注塑核心區域溫度達到90℃以上，整個計算過程簡化了進水口與出水口的溫度差異，默認為95℃恒溫。）
1.模具初始模型輸入
導入整套塑膠模具模型，所有模型不經過任何精簡或者處理，直接由NX導入到SimSolid；
合計零部件數目430個，抑制2個多余的小體積零件，自動識別出螺栓153個；
2.統一定義材料
統一設置材質，對于個別零件如果有特殊材質，可以單獨選中定義材料；
3.自動生成接觸條件
自動批量設置零部件的接觸類型，有特殊接觸需要的零件，可以手動變更接觸類型；
4.熱條件輸入
通過時間曲線的振幅因子，控制不同時間的水路溫度輸入；
定義需要計算的預熱溫度場輸入，可以是功率也可以是溫度，或者是變化的溫度場輸入，比如開始時100℃，1小時后變更為90℃等，可以通過上述實際曲線進行控制；
定義上下與注塑機接觸面的熱交換系數，定義模具四周表面對流區域及換熱系數；如果有特殊區域，如有隔熱板區域，可以單獨定義。
展開 ultraFluidX 動力艙熱仿真
6
ultraFluidX 分析結果后處理
垂直切面的格子分布
水平切面的格子分布
6.1 強制冷卻工況，風扇500RPM
垂直切面的瞬態風速
垂直切面的瞬態溫度
風扇從環境吸入空氣，由于擋板的封閉作用，冷空氣先全部穿過換熱器1的芯部，流經發動機熱表面，從兩側格柵排出一部分熱空氣，最后再經換熱器2和格柵排出。
水平切面的瞬態風速
水平切面的瞬態溫度
ultraFluidX求解器輸出換熱器的性能參數在工作目錄的uFX_monitoringSurfaces\uFX_monitoring_surface.txt
換熱器1冷卻液進出口溫差約10℃
換熱器2功率約10.8kw
6.2 自然對流工況，風扇靜止，發動機表面高溫
垂直切面的瞬態風速
垂直切面的瞬態溫度
水平切面的瞬態溫度
7總結
ultraFluidX 采用 LBM 方法分析動力艙溫度場和流場：
快速評估換熱器性能，精確計算流經換熱器的空氣流量、溫差以及換熱效率，例如分析通過增大格柵開口和加裝導流罩來增加新風量，從而提升換熱器散熱效率；
評估熱氣回流現象，防止加熱后的空氣沒有順利排出機艙，反而再次被吸入冷卻模塊前端，降低換熱效率；
識別機艙內對高溫敏感或易受熱影響的部件（如線束、ECU、電池包等），并預測其在極端工況（如風扇停轉）的溫度水平，評估是否存在過熱風險（熱害分析）；
幾何無須簡化，快速評估復雜裝配體內部的實際流動狀態和溫度場。
展開 
三層材料結構三維瞬態溫度分布的解析解
Here is a mathcad code I wrote on calculating the temperature field of a 3D multilayer structure.
First the analytical solution of the 3D structure subjected to impulse excitation is solved in Laplace Domain and the then the temperature field subjected to arbitrary time dependent power input is obtained using convolution theory.
Transient Response.rar
展開 CAE仿真技術在能源電力行業的應用
有限元分析對于模擬諸如大壩、水電站蝸殼、渡槽、導管平臺以及孔閘等建筑物的力學行為具有強大的優勢，可以對這些結構的穩定性和防滲結構的應力狀態進行分析計算，并且在計算中可以考慮水壓力、淤砂壓力、溫度場、滲流場、重力場作用，可模擬砼裂縫的形態和發展過程。
3.1. 壩工結構的分析
l 壩體截面優化設計
l 壩體彈塑性應力分析計算
l 壩體止水銅片的大變形分析
l 壩體砼徐變計算
l 混凝土開裂效應分析
l 大壩穩態、瞬態溫度場及溫度應力計算
l 大壩的模態及動力響應分析
l 大壩的地震分析
l 砼澆注、凝固過程仿真模擬（施工模擬）
l 橡膠管壩充水超彈性大變形分析
l 大壩基礎應力分析
l 非線性摩擦滑移計算
3.2. 水電站引水結構的分析
l 鋼筋砼引水管的結構計算
l 鋪設軟墊層的鋼襯鋼筋砼引水管分析
l 考慮墊層非線性的鋼襯鋼筋砼引水管分析
l 考慮砼開裂
l 考慮鋼板－砼接觸面摩擦、滑動的應力分析
l 鋼襯鋼筋砼引水管的穩態、瞬態溫度場及溫度應力的計算
l 鋼襯結構抗外壓穩定性計算
l 背管結構的受力狀態的分析
3.3.
展開 熱-機械疲勞分析模塊，Fe-safe/TMF?
熱-機械疲勞分析模塊，Fe-safe/TMF?
1、概述
考慮浮動溫度和應力對結構的共同影響，提供快速精確的疲勞壽命分析?？梢钥紤]應變率和瞬態溫度對循環應力-應變響應的影響，也可以考慮瞬態溫度對應變-壽命曲線的影響，以及考慮在每個循環中的應力和溫度的相位關系的影響，支持體積應力放寬，該模塊還可以計算應變老化對疲勞強度的影響。
對于組件同時遭受溫度和應力交變載荷作用的組件，fe-safe/TMF?是一個理想疲勞分析模塊，例如實現以下組件的熱-機械疲勞分析：
?
活塞；
?
排氣管；
?
汽缸蓋；
?
與蠕變疲勞交互作用不顯著的組件。
2、功能介紹
當存在應力和溫度波動時，產生熱-機械疲勞：
?
包含時間相關的熱-結構疲勞效應（應變率、相位關系、浸濕以及應力松弛等）；
?
相比傳統方法可以得到更可靠和準確的疲勞結果；
?
支持主應變以及鑄鐵算法；
?
允許高頻機械載荷循環疊加在熱載荷循環上。
3、案例分析
（1）活塞疲勞裂紋
其中，第一幅圖是活塞實際的裂紋破壞情況，詳細反映了疲勞裂紋的位置，初始裂紋位置等信息；第三幅圖是疲勞斷面的形狀；第二幅圖是用Fe-safe熱機械疲勞模塊進行疲勞分析后得到的壽命云紋圖，參照第一幅圖裂紋的位置和形狀，可以看出，通過Fe-safe熱-機械疲勞模塊對活塞進行疲勞分析，可以準確地得到初始裂紋的位置等信息，對產品的設計與優化起到非常大的指導作用。
展開 借助SOLIDWORKS瞬態熱力分析，模擬物體表面溫度變化 | 操作視頻
溫度在物體表面是如何分布的？| 操作視頻，今天探討一下瞬態熱力分析，瞬態熱力分析可以分析溫度隨時間的變化情況，也就是模型的熱力狀態與時間的函數關系。例如，熱水瓶設計師知道里面的流體溫度最終將與室溫相等（穩態），但設計師感興趣的是找出流體的溫度與時間的函數關系。
瞬態熱力分析和穩態熱力分析的分析條件指定基本相同，也就是需要指定材料屬性的熱導率、密度和比熱等。除此之外，瞬態熱力分析還需要切換分析類型、指定初始溫度、求解時間和時間增量等。
分析完畢后，通過溫度結果可以查看各個梯段的溫度情況，并可以通過探測獲取溫度變化的曲線等。
其他關于“用SOLIDWORKS分析溫度變化情況”的詳細介紹詳見如下視頻：
詳細操作過程請查看以下視頻
用SOLIDWORKS分析溫度變化情況
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