ansys輻射傳熱分析的案例
ANSYS Workbench Mechanical 熱輻射傳熱分析方法操作
在workbench中，可以進(jìn)行熱輻射分析計算的Mechanical模塊主要有穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)耦合場、穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熱等，其工程圖如圖 1所示。各個模塊的輻射傳熱設(shè)置非常相近，接下來以穩(wěn)態(tài)熱模塊演示一個簡單熱輻射案例。
圖 1 能夠進(jìn)行熱輻射計算的Mechanical模塊
現(xiàn)有一幾何模型如圖 2所示，由一個圓臺筒和位于圓臺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項目樹下添加“radiation”分支。
在設(shè)置框中選定對應(yīng)的輻射面。
在Correlation選項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，不會產(chǎn)生面和面之間的輻射；面到面輻射則考慮實體面之間的輻射，不在面和面之間的輻射依然默認(rèn)為輻射至環(huán)境中，該選項需要計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)輻射空間序號為1，如果在計算過程中添加了多個“radiation”分支，不同分支之間輻射空間序號相同部分會放到一個空間內(nèi)進(jìn)行計算，序號不同的部分則不會有輻射關(guān)聯(lián)。此處輻射空間序號的設(shè)置并沒有什么限制，同一個輻射空間的保證為同一個序號，不同輻射空間的保證為不同序號即可。
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 水壺的傳熱分析（熱傳導(dǎo)+熱對流+熱輻射） ￥5
分享一個通過ABAQUS做的水壺的傳熱分析，包含熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)+熱對流+熱輻射。
方法教程來自于外網(wǎng)，附件是自己根據(jù)教程練習(xí)時建的cae模型，供參考。
熱傳導(dǎo)是熱能從高溫向低溫部分轉(zhuǎn)移的過程；熱對流是熱量通過流動介質(zhì)傳遞的過程；熱輻射是物體由于具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象。
【材料】鋼/陶瓷
【網(wǎng)格】DC3D10
【接觸】
茶壺和蓋子之間的傳導(dǎo)
2.對流
3.熱輻射
【設(shè)置絕對零度+Stefan-Boltzmann常數(shù)】
【邊界條件】
【預(yù)定義溫度場】
【后處理】
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瞬態(tài)傳熱相變分析 ￥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
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)傳熱相變的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)傳熱相變瞬態(tài)熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)傳熱相變瞬態(tài)熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)傳熱相變瞬態(tài)熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 傳熱相變瞬態(tài)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、對于半透明體（如玻璃），輻射是三維實體現(xiàn)象，因為輻射從體中發(fā)散出；
4、對于不透明體，輻射主要是平面現(xiàn)象，因為幾乎所有內(nèi)部輻射都被實體吸收了。
5、兩平面間的輻射熱傳遞與他們平面絕對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不自動計入發(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)在計算輻射能量交換時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使用一個簡單的過程求解多個平面輻射問題，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
一個螺旋金屬棒內(nèi)側(cè)有個圓柱結(jié)構(gòu)，利用Workbench平臺中的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，整體結(jié)構(gòu)的熱分布。
展開 基于ANSYS經(jīng)典界面的雙波導(dǎo)的聲輻射分析
【問題分析】
1. 這是一個諧響應(yīng)分析問題。
2. 由于涉及到聲場和邊界層，而且是三維的規(guī)則空間結(jié)構(gòu)，所以使用FLUID220單元，并分別給定不同的關(guān)鍵字，以表達(dá)聲場主體和邊界層。為了方便建模，先用MESH200建模四個面，然后通過拉伸的方式形成上述兩個區(qū)域。
3. 對邊界節(jié)點設(shè)置壓力為零的聲-軟邊界條件。
4. 在兩個波導(dǎo)管的進(jìn)口處設(shè)置壓力激勵源。
5. 用POST1繪制聲壓云圖，而用POST26取出幾個對稱點的聲壓，進(jìn)行比較。
6. 本例子來自于ANSYS15聲場分析的例子《13.9. Example: Radiation from Two Waveguides》，為方便講解，對命令流進(jìn)行了調(diào)整，并在后處理中加入了云圖顯示。
7. 本例使用命令流進(jìn)行講解。
【求解步驟】
1. 建模
1.1 選擇單元類型
在命令窗口中輸入
/prep7
et,11,200,7
et,1,220,,1
et,2,220,,1,,1
上述命令首先進(jìn)入了前處理器
然后定義了三種單元，其中
200是MESH200，用于定義面單元。該單元主要是為了創(chuàng)建其它體單元做過渡。用完后就會清除掉。
220是FLUID220，其中第3行的該單元用于域內(nèi)，建模空氣；而第4行用于建模邊界，表達(dá)網(wǎng)格截斷。
1.2 創(chuàng)建材料模型
在命令窗口中輸入
c0=340
mp,dens,1,1.
mp,sonc,1,c0
上述命令用于定義材料的密度和聲速。
展開 基于ANSYS HFSS的CISPER25電源回線遠(yuǎn)端接地傳導(dǎo)輻射CE仿真分析流程
這次繪制其傳導(dǎo)輻射EMI_P端隨頻率的變換關(guān)系，也就是接收機(jī)接收到傳導(dǎo)信號強(qiáng)度，對于電子電路, 輻射越低越好，也就是其對周邊電路的干擾越小。具體設(shè)置如下，先設(shè)置輸入變量，然后設(shè)計時間范圍為0到600us，最大頻率108MHz。
最后我們導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)CISPR25 Level 5 ，可以看見很多頻點超過了標(biāo)準(zhǔn)。
接著嘗試添加扼流電感線圈，發(fā)現(xiàn)傳導(dǎo)輻射滿足了標(biāo)準(zhǔn)，如下圖所示。
三、小結(jié)
通過ANSYS HFSS搭建的CISPER25測試環(huán)境提前對待測PCB的傳導(dǎo)輻射進(jìn)行仿真，一方面可以識別了EMC問題，找到超標(biāo)的頻點，為我們在整機(jī)送測認(rèn)證前問題的解決整改爭取了寶貴的時間，同時針對PCB EMC整改不再是盲目添加保護(hù)器件和電路，而是針對問題形成的原因有的放矢，直接在軟件中仿真中得到整改措施的改善效果，以實現(xiàn)最少的改動達(dá)到最大程度改善效果，為PCB電磁兼容問題的定位和改進(jìn)提供參考。
文章來源：新科益工程仿真中心
展開 10月重磅 | Ansys Fluent 傳熱仿真分析現(xiàn)場公開課
熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射的基本理論
3
Ansys Fluent和Icepak在自然對流、風(fēng)冷、水冷上的應(yīng)用
4
網(wǎng)格策略及仿真結(jié)果差異的探討
04、課程收獲
● 了解傳熱學(xué)傳導(dǎo)、對流、輻射的基本理論；
● 掌握 fluent、icepak 熱分析流程，包括常見的自然對流、風(fēng)冷、水冷等工況；
● 提升相關(guān)研發(fā)人員的熱仿真能力，適應(yīng)日益嚴(yán)峻的熱設(shè)計要求；
● 了解仿真與測試的誤差來源，提升仿真精度。
車燈仿真專題 | 基于ANSYS HFSS的CISPER25汽車前照燈PCB傳導(dǎo)輻射仿真分析
接著嘗試添加扼流電感線圈，發(fā)現(xiàn)傳導(dǎo)輻射滿足了標(biāo)準(zhǔn)，如下圖所示。
五、小結(jié)
通過ANSYS HFSS搭建的CISPER25測試環(huán)境提前對待測PCB的傳導(dǎo)輻射進(jìn)行仿真，一方面可以識別了EMC問題，找到超標(biāo)的頻點，為我們在整機(jī)送測認(rèn)證前問題的解決整改爭取了寶貴的時間，同時針對PCB EMC整改不再是盲目添加保護(hù)器件和電路，而是針對問題形成的原因有的放矢，直接在軟件中仿真中得到整改措施的改善效果，以實現(xiàn)最少的改動達(dá)到最大程度改善效果，為PCB電磁兼容問題的定位和改進(jìn)提供參考。
文章來源
：新科益工程仿真中心
請問誰有ANSYS fluent教程-傳熱分析及焊接熔池模擬的視頻教程呀
請問誰有基于FLUENT的GMAW熔池模擬的視頻教程呀？小弟剛剛接觸Fluent，望大神求帶。
基于ANSYS傳熱分析的肝腫瘤治療仿真（文末附源文件獲取方式）
建模過程不在贅述，在ANSYS中因為整個治療過程溫度并未達(dá)到穩(wěn)定情況，故此應(yīng)視為非穩(wěn)態(tài)傳熱，又因為牽扯到電熱兩個物理場，故此，ANSYS中應(yīng)選用如圖所示模塊。對應(yīng)的材料賦予即可。對應(yīng)電壓50V，環(huán)境20攝氏度。（臟器試驗非活物試驗）
圖2： 仿真模塊選擇
圖3：仿真和試驗的數(shù)據(jù)比較
圖4：肝臟電阻隨射頻治療變化
參照比較數(shù)據(jù)，可以看出ANSYS計算結(jié)果大致相似，但是在溫度較高時有較大出入，至于誤差出現(xiàn)的原因，在相關(guān)文獻(xiàn)中也提及到，人體肝臟的導(dǎo)電性并非恒定，隨著溫度的變化，人體臟器的電阻先降低再升高，在溫度大于100度時，人體臟器會發(fā)生碳化作用，會使得臟器的電阻急劇變大。而且，在溫度較高時，液體的汽化也會導(dǎo)致溫度異常的變高，使得計算結(jié)果和試驗結(jié)果出現(xiàn)較大的出入。
綜上，本文介紹了肝腫瘤射頻治療的仿真計算和實際試驗相比較的結(jié)果，并探討了相關(guān)的原因，因?qū)嶋H的病灶往往更具特殊性，所以ANSYS模擬時僅僅只能選取平均的肝組織的參數(shù)，這也會導(dǎo)致計算結(jié)果和實際試驗出現(xiàn)偏差問題，肝臟本身電阻的不穩(wěn)定，隨著溫度變化而變化，也會導(dǎo)致仿真和試驗出現(xiàn)誤差。然而由于缺少相關(guān)肝臟實際的溫度-電阻曲線，無法給出更詳細(xì)的計算結(jié)果。在此希望以后的工作能再建立在本文的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步。
關(guān)注微信公眾號:ANSYS有限元仿真（ANSYS-FEM），后臺聯(lián)系小編可索取案例源文件，以及對本文進(jìn)行咨詢答疑。
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