輻射熱的計(jì)算ansys的案例
空腔內(nèi)的輻射換熱計(jì)算
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
網(wǎng)格劃分
采用矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為8000。
計(jì)算設(shè)置
本次計(jì)算假定各向同性散射和輻射平衡，不考慮流場(chǎng)計(jì)算。
物質(zhì)屬性
計(jì)算物質(zhì)設(shè)置為空氣，設(shè)置它的散射系數(shù)為0.5/m
熱輻射模型
選擇DO熱輻射模型
邊界條件
設(shè)置墻體的溫度值
計(jì)算結(jié)果
計(jì)算域溫度云圖
計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比
熱通量對(duì)比圖表
參考文獻(xiàn)
G.D Raithby, E.H. Chui. “A Finite Volume Method for Predicting a Radiant Heat Transfer in Enclosoures with Participating Media”. Journal of Heat Transfer. Volume 112, pp. 415-423, 1990
展開 方腔內(nèi)熱傳導(dǎo)和輻射耦合計(jì)算
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例介紹了方腔內(nèi)熱傳導(dǎo)和輻射耦合計(jì)算。材料屬性設(shè)置為傳導(dǎo)輻射參數(shù)N＝1，介質(zhì)的散射系數(shù)為0。方形腔的一個(gè)壁面設(shè)置為高溫，其他壁面設(shè)置為低溫。
計(jì)算域：1m X 1 m
材料屬性：Thermal Conductivity = 1W/m-K，Absorption Coefficient =0.228/m
邊界條件：高溫壁面溫度為100K，低溫壁面溫度為50K
網(wǎng)格劃分
采用矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為10000
計(jì)算設(shè)置
本次為穩(wěn)態(tài)計(jì)算，材料屬性被設(shè)置為模擬所需的傳導(dǎo)輻射分?jǐn)?shù)。輻射熱通量僅占總熱通量的一小部分。
物質(zhì)屬性
計(jì)算物質(zhì)設(shè)置為空氣，設(shè)置熱傳導(dǎo)系數(shù)和吸收系數(shù)
輻射模型
選擇DO輻射模型
邊界條件
設(shè)置高溫壁面的溫度值和輻射參數(shù)
設(shè)置低溫壁面的溫度值和輻射參數(shù)
計(jì)算結(jié)果
計(jì)算域溫度場(chǎng)云圖
計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比
對(duì)比圖表
注意：這里用到的是歸一化數(shù)據(jù)，fluent計(jì)算數(shù)據(jù)的y軸坐標(biāo)溫度值要除以100。
參考文獻(xiàn)
D.R. Rousse, G. Gautier, J.F. Sacadura. “Numerical predictions of two-dimensional conduction, convection, and radiation heat transfer. II. Validation”, International Journal of Thermal Sciences, Vol 39, pp. 332-353, 2000.
展開 ansys輻射熱傳遞綜合實(shí)例
輻射熱傳遞綜合實(shí)例 ，并附有表面效應(yīng)單元的使用 ，PPT+命令流（帶注釋）
輻射熱傳遞.part1.rar
輻射熱傳遞.part2.rar
ANSYS Workbench Mechanical 熱輻射傳熱分析方法操作
在workbench中，可以進(jìn)行熱輻射分析計(jì)算的Mechanical模塊主要有穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)耦合場(chǎng)、穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熱等，其工程圖如圖 1所示。各個(gè)模塊的輻射傳熱設(shè)置非常相近，接下來以穩(wěn)態(tài)熱模塊演示一個(gè)簡單熱輻射案例。
圖 1 能夠進(jìn)行熱輻射計(jì)算的Mechanical模塊
現(xiàn)有一幾何模型如圖 2所示，由一個(gè)圓臺(tái)筒和位于圓臺(tái)筒中心的小圓柱體組成。其中，小圓柱的側(cè)面是溫度為700℃的熱邊界；所有表面均可產(chǎn)生熱輻射，熱輻射率為0.7；環(huán)境溫度為4K。
圖 2 穩(wěn)態(tài)熱模塊熱輻射計(jì)算演示案例幾何模型
1 設(shè)定傳熱邊界條件
首先設(shè)定輻射傳熱條件。在steady-state thermal項(xiàng)目樹下添加“radiation”分支。
在設(shè)置框中選定對(duì)應(yīng)的輻射面。
在Correlation選項(xiàng)中可以選擇輻射至環(huán)境和面到面輻射，其中輻射至環(huán)境指的是所有面產(chǎn)生的輻射均輻射至環(huán)境，不會(huì)產(chǎn)生面和面之間的輻射；面到面輻射則考慮實(shí)體面之間的輻射，不在面和面之間的輻射依然默認(rèn)為輻射至環(huán)境中，該選項(xiàng)需要計(jì)算所有輻射面上單元面的角系數(shù)，在工作目錄生成角系數(shù)文件。本案例考慮面到面之間的輻射，選擇為“surface to surface”。
設(shè)定輻射率，此處設(shè)定為0.7。設(shè)定環(huán)境溫度，此處設(shè)定為-269.15℃。默認(rèn)輻射空間序號(hào)為1，如果在計(jì)算過程中添加了多個(gè)“radiation”分支，不同分支之間輻射空間序號(hào)相同部分會(huì)放到一個(gè)空間內(nèi)進(jìn)行計(jì)算，序號(hào)不同的部分則不會(huì)有輻射關(guān)聯(lián)。此處輻射空間序號(hào)的設(shè)置并沒有什么限制，同一個(gè)輻射空間的保證為同一個(gè)序號(hào)，不同輻射空間的保證為不同序號(hào)即可。
圖 3 穩(wěn)態(tài)熱模塊輻射傳熱分支設(shè)置
設(shè)置完輻射傳熱邊界條件后，再設(shè)定其他熱邊界條件。
展開 
ANSYS workbench圓環(huán)輻射熱分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)圓環(huán)的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)圓環(huán)輻射熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)圓環(huán)輻射熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)圓環(huán)輻射熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 圓環(huán)輻射熱分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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ANSYS Workbench穩(wěn)態(tài)熱輻射分析案例
熱輻射
一、熱輻射特性
1、輻射熱傳遞是通過電磁波傳遞熱能的方法。熱輻射的電磁波波長為0.1~100um。這包括超微波，所有可以用肉眼看到的波長和長波；
2、不像其他熱傳遞方式需要介質(zhì)，輻射在真空中（如外層空間）效率最高；
3、對(duì)于半透明體（如玻璃），輻射是三維實(shí)體現(xiàn)象，因?yàn)?em>輻射從體中發(fā)散出；
4、對(duì)于不透明體，輻射主要是平面現(xiàn)象，因?yàn)閹缀跛袃?nèi)部輻射都被實(shí)體吸收了。
5、兩平面間的輻射熱傳遞與他們平面絕對(duì)溫度差的四次方成正比，因此，輻射分析是非線性的，需要迭代求解；
二、ANSYS中熱輻射的處理方法
1、ANSYS中關(guān)于輻射的重要假設(shè)
（1）ANSYS認(rèn)為輻射是平面現(xiàn)象，因此適合用不透明平面建模；
（2）ANSYS不直接計(jì)入平面反射率。考慮到效率，假設(shè)平面吸收率和發(fā)射率相等。因此，只有發(fā)射率特性需要在ANSYS輻射分析中定義。
（3）ANSYS不自動(dòng)計(jì)入發(fā)射率的方向特性，也不允許發(fā)射率定義隨波長變化。發(fā)射率可以在某些單元中定義為溫度的函數(shù)。
（4）ANSYS中所有分隔輻射面的介質(zhì)在計(jì)算輻射能量交換時(shí)都看作是不參與輻射的能量交換（不吸收也不發(fā)射能量）。
2、ANSYS求解方法
ANSYS使用一個(gè)簡單的過程求解多個(gè)平面輻射問題，矩陣形式如下：
[K’]{T}={Q}
其中，[K’]是的T3函數(shù)。
生成多平面問題系統(tǒng)的矩陣要比前面列出的簡單因子近似方法復(fù)雜。輻射是高度非線性分析，需要使用牛頓-拉夫森迭代求解。
穩(wěn)態(tài)熱輻射分析案例
1.案例介紹
一個(gè)螺旋金屬棒內(nèi)側(cè)有個(gè)圓柱結(jié)構(gòu)，利用Workbench平臺(tái)中的APDL熱輻射命令，分析當(dāng)螺旋金屬棒有0.5w/m3的損耗密度時(shí)，整體結(jié)構(gòu)的熱分布。
展開 ansys workbench APDL熱輻射命令行中的有關(guān)說明求助
1.sf,nlist,label,value,value2
-“nilst”是節(jié)點(diǎn)列表，也可以是命名選擇
-輻射標(biāo)簽是rdsf
-value是表面發(fā)射率
-value2是封閉體數(shù)量
2.spctemp命令行：因?yàn)樗?em>計(jì)算的空間不是完全封閉的計(jì)算空間，所以必須定義空間溫度，
spctemp,number,temperature
spctemp是ansys定義空間溫度的關(guān)鍵字，number是非封閉空間的數(shù)量，temperature是非封閉空間的溫度
3.stef命令行：stef是ansys中斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)，stef=5.67×10-8
4.RADOPT, FLUXRELX, FLUXTOL, SOLVER, MAXITER, TOLER, OVERRLEX
FLUXRELX：松弛因子。
FLUXTOL：輻射熱通量收斂容差，默認(rèn)為0.0001。
SOLVER
選擇用于計(jì)算的輻射求解器:
0 – Gauss-Seidel求解器
1 – 直接求解器 (對(duì)于大問題將耗費(fèi)很多時(shí)間)
MAXITER
Gauss Seidel迭代求解器的最大迭代次數(shù) (SOLVER = 0)，默認(rèn)為1000 Gauss Seidel迭代求解器的最大迭代次數(shù) (SOLVER = 0)，默認(rèn)為1000。
TOLER
Gauss Seidel迭代求解器的收斂容差(SOLVER = 0)，默認(rèn)為 0.1。
OVERRLEX
Gauss Seidel迭代求解器的松弛因子(SOLVER = 0)，默認(rèn)為0.1。
求助：以上的封閉體數(shù)量是如何判別的？非封閉空間的數(shù)量又是如何判斷的？非封閉空間的溫度是如何定義的？有人能幫忙進(jìn)一步舉例或說明嗎？萬分感謝！
展開 ANSYS ICEPAK 輻射計(jì)算時(shí)各個(gè)不同時(shí)區(qū)的簡介
為了方便起見，我在這里放上紐約，加州以及北京實(shí)時(shí)顯示的時(shí)鐘，以省去計(jì)算的麻煩。
THE END
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展開 Ansys Electric電仿真根據(jù)焦耳熱計(jì)算功率 ￥1
Ansys Electric電仿真根據(jù)焦耳熱計(jì)算功率
一 分析背景
Ansys Electric在分析一個(gè)電熱時(shí)，想得到某個(gè)地方的發(fā)熱功率。
但是打開后處理如下：
并沒有我們想要的結(jié)果。
那么這里就要想一想了：
1. Commands 方式。焦耳熱Joule Heat * Volume計(jì)算
2. 其他方法，我不知道。有可能user defined result也能實(shí)現(xiàn)，有可能。
所以我就說說第一種。
使用GB151-2014《熱交換器》附錄C規(guī)范計(jì)算換熱器流體誘發(fā)振動(dòng)情況并使用ANSYS 16.2校核固有頻率結(jié)果
流體誘發(fā)振動(dòng)問題是曾在上個(gè)世紀(jì)40年代引起了廣泛的關(guān)注與深入的研究
一般來說是因?yàn)楦咚贇饬鳑_刷某結(jié)構(gòu)（如換熱器的換熱管）因誘發(fā)周期性脫離的卡門渦街引發(fā)的周期性激勵(lì)力與結(jié)構(gòu)耦合所引發(fā)的 過大的耦合效應(yīng)會(huì)使得結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)、疲勞甚至破壞失效
本文所涉及的設(shè)備為擴(kuò)展表面式管翅式熱交換器 其常規(guī)的迎面風(fēng)速為2M/S左右 一般不用校核流體誘發(fā)振動(dòng)問題 本設(shè)計(jì)的迎面風(fēng)速為4.7米/S 筆者使用最新版GB 151-2014《熱交換器》附錄C 流體誘振動(dòng)部分的算法經(jīng)過校核后發(fā)現(xiàn) 原設(shè)計(jì)不合格 規(guī)范中規(guī)定的4個(gè)失效條件有3個(gè)滿足 必須更改結(jié)構(gòu) 經(jīng)修改 滿足了要求 結(jié)構(gòu)是安全的 最后還使用Ansys 16.2的模態(tài)分析模塊校核了換熱管的固有頻率 以驗(yàn)證手工計(jì)算結(jié)果
使用GB151-2014《熱交換器》附錄C規(guī)范計(jì)算換熱器流體誘發(fā)振動(dòng)情況并使用ANSYS 16.2校核固有頻率結(jié)果.pdf
展開 【ansys電磁實(shí)例-基礎(chǔ)】 workbench計(jì)算導(dǎo)體電-熱單向耦合
1 模型描述一根塊狀導(dǎo)體，尺寸：20*20*200mm，兩端電壓0.01V，計(jì)算導(dǎo)體通入此電流時(shí)的溫度。
建立enclose空氣域距導(dǎo)體外均為50mm。
2 首先使用electeic電流傳到模塊。材料我使用了默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼和空氣，空氣電阻率設(shè)成了1e10.
3 網(wǎng)格。設(shè)置邊長10mm，六面體。上一張截面圖吧
4 邊界
導(dǎo)體兩端面一個(gè)加0。01V，一個(gè)加0V，空氣最外表面加0V
5 電流傳導(dǎo)計(jì)算結(jié)果。電位和電流密度
6 在electric模塊的solution上右鍵-transfer data to new 選擇static-state thermal。默認(rèn)會(huì)把模型，網(wǎng)格連起來，并把結(jié)果連到set那里
7 進(jìn)入熱分析里的set
在導(dǎo)體外表面加對(duì)流系數(shù)20，環(huán)境溫度22度。外表面加輻射，輻射率1，環(huán)境輻射，環(huán)境溫度22度
8 溫度計(jì)算結(jié)果
展開 
4月9-11日 北京 | ANSYS流固熱多物理場(chǎng)耦合計(jì)算工程應(yīng)用方法專題
五、時(shí)間地點(diǎn)：
2021年04月09日 - 11日 北京
（09日全天報(bào)道10、11日全天上課）
六、專題導(dǎo)圖：
七、課程內(nèi)容：
模塊
培訓(xùn)目標(biāo)
主要內(nèi)容
熱-結(jié)構(gòu)耦合計(jì)算
掌握熱-結(jié)構(gòu)耦合計(jì)算方法
熱-結(jié)構(gòu)耦合計(jì)算原理
熱計(jì)算邊界條件詳解
單向熱結(jié)構(gòu)耦合-穩(wěn)態(tài)熱應(yīng)力計(jì)算流程
單向熱結(jié)構(gòu)耦合-瞬態(tài)熱應(yīng)力計(jì)算流程
雙向熱結(jié)構(gòu)耦合-摩擦生熱計(jì)算
實(shí)例1：電路板芯片熱應(yīng)力計(jì)算
案例2：盤式制動(dòng)器制動(dòng)過程摩擦生熱計(jì)算
流-熱耦合計(jì)算
掌握流-熱耦合計(jì)算方法
流-熱耦合計(jì)算原理
流體邊界條件詳解
展開 