ansys算法熱傳導(dǎo)的案例
ansys專(zhuān)題教程--熱傳導(dǎo)
ansys專(zhuān)題教程--熱傳導(dǎo)ok
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ANSYS WORKBENCH 穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)分析案例
本案例主要介紹ANSYS Workbench18.0的穩(wěn)態(tài)熱分析模塊，計(jì)算實(shí)體模型的穩(wěn)態(tài)溫度分布及熱流密度。
學(xué)習(xí)目標(biāo)：
熟練掌握ANSYS Workbench18.0的建模方法及穩(wěn)態(tài)熱學(xué)分析的方法及過(guò)程。
題設(shè)案例：
圓柱形實(shí)體模型，實(shí)體一端面溫度為500℃，另一端面溫度是22℃，請(qǐng)用ANSYS Workbench分析計(jì)算內(nèi)部的溫度場(chǎng)云圖。
1、啟動(dòng)Workbench18.0并建立分析項(xiàng)目
選擇主界面“Toolbox（工具箱）”中的“Component Systems”—“Geometry（幾何）”命令，即可在“Project Schematic（項(xiàng)目管理區(qū)）”創(chuàng)建分析項(xiàng)目；
2、導(dǎo)入幾何模型
右擊Geometry，在彈出的快捷菜單中選擇“Import Geometry”—“Browse”命令，選擇需要打開(kāi)的模型源文件，打開(kāi)即可；
3、創(chuàng)建分析項(xiàng)目
選擇“Toolbox（工具箱）”—“Analysis Systems”命令中的“Steady-State Thermal（穩(wěn)態(tài)熱分析）”，并直接拖拽到項(xiàng)目欄的“Geometry”項(xiàng)中，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)共享。
4、添加材料庫(kù)
（1）雙擊項(xiàng)目B中B2欄的“Engineering Data”，進(jìn)入材料參數(shù)設(shè)置界面；
5、添加模型材料
（1）雙擊B4欄的“Model”項(xiàng)，進(jìn)入下圖所示的Mechanical界面。
展開(kāi) 基于ANSYS Workbench流-熱-固多場(chǎng)耦合算法演繹
目前，隨著對(duì)產(chǎn)品的要求越來(lái)越多，單場(chǎng)載荷作用的響應(yīng)，已經(jīng)不能滿(mǎn)足工程需求，所以多場(chǎng)耦合計(jì)算是必不可缺的，基于ANSYS Workbench可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)場(chǎng)，流場(chǎng)，溫度場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的耦合，具備解決復(fù)雜多場(chǎng)耦合的計(jì)算問(wèn)題能力。本文主要探討基于ANSYS Workbench平臺(tái)的流-熱-固多場(chǎng)耦合的算法。
完全耦合
完全耦合算法，也稱(chēng)為直接耦合算法。主要使用耦合場(chǎng)單元求解熱-固的耦合計(jì)算，該算法的基本思想是在一個(gè)單元節(jié)點(diǎn)上擁有三個(gè)方向節(jié)點(diǎn)變形+一個(gè)溫度自由度，共四個(gè)自由度，即{UX UY UZ T}，該方法主要解決熱-固強(qiáng)耦合的問(wèn)題，例如摩擦生熱計(jì)算，塑性變形生熱，粘性生熱計(jì)算，這些問(wèn)題中結(jié)構(gòu)的變形與自身的溫度場(chǎng)之間是相互的影響的。如圖給出了SOLID226單元的示意圖，該單元的基本形狀為六面體，當(dāng)然還有三種退化單元形狀，建議在計(jì)算中避免使用退化形狀，因?yàn)橥嘶瘑卧獣?huì)降低求解精度。
圖1 SOLID226單元示意圖
圖2 基于耦合場(chǎng)單元的求解模塊
如圖2所示，給出了熱-固直接耦合的求解模塊，圖2中兩個(gè)模塊分別可以進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的熱-固直接耦合計(jì)算。
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