ANSYS空氣對流分析的案例
Ansys 案例研究 | 空氣冷卻式摩托車發動機分析
它通過空氣循環的方式將發動機產生的熱量進行散失。金屬散熱片的結構設計增大了發動機的表面積，從而通過對流方式提升了散熱速率。本案例利用模擬技術比較了三種不同設計在散熱效率方面的差異。這有助于加深對瞬態熱分析、邊界條件(瞬態熱分析中的重要因素)以及瞬態熱分析如何幫助我們做出工程決策的理解。
目標：
增強對瞬態熱分析的理解
學習如何使用仿真來驅動工程決策
步驟：
設計(a)
1、創建一個瞬態熱分析系統。幾何體中將使用默認的結構鋼。
2、導入幾何體。設計(a)的幾何體如圖1所示，由圓柱和若干水平鰭片組成。
圖1 設計(a)的幾何結構
3、將幾何體網格化。使用“多區域”方法對鰭片進行網格化。分配全局網格尺寸為5毫米。
4、定義分析設置。定義兩步法，第一步用于將初始溫度施加至氣缸上，第二步則利用對流邊界條件對氣缸進行降溫。設計準則旨在找出50秒時的最高溫度，因此第二步的總模擬時間為51秒，而第一步的時間則為1s。
5、分配邊界條件。將圓柱體溫度設置為在0-1秒內保持在120℃，并解除此邊界條件以允許溫度變化。第二步是變化。對發動機外表面(不包括氣缸的上下面)施加對流邊界條件。對流系數設為1000W/(㎡﹒°C)以表示強制空氣。環境溫度設定為22℃。邊界條件概述見圖2。關于外表面的選擇，值得注意的是，共享表面不能用于應用對流邊界條件。更多信息請參閱附錄。
圖2 邊界條件示意圖
6、運行模擬程序并查看結果。時間51秒時的溫度分布圖如圖3(a)所示，而最大溫度歷史圖則如圖3(b)所示。可以看出，經過50秒的冷卻后，最大溫度約為28℃。
展開 