物體導熱ansys的案例
使用ANSYS Workbench進行復(fù)合墻體導熱分析
使用ANSYS Workbench進行復(fù)合墻體導熱分析
李安民
分析視頻教程將在2023年6月28日19:30在技術(shù)鄰進行直播，歡迎前來觀看以及和作者討論。
1. 建立穩(wěn)態(tài)熱分析
雙擊Toolbox中的Steady-State Thermal或者將其拖到Project Schematic中，如下圖所示：
2.定義材料參數(shù)，本例中使用了結(jié)構(gòu)鋼和鋁。
雙擊第2行Engineering Data，在Engineering Data選項卡中點擊Engineering Data Sources。在Engineering Data Sources表中選擇序號為12的Thermal Materials選項，然后在其下Outline of Thermal Material中選擇8號Aluminum。點擊B列的加號，在C列出現(xiàn)紫色的書的圖標，表示材料在待材料冊中。點擊Engineering Data Sources，查看在冊的材料。最后關(guān)閉Engineering Data選項卡。
3.導入模型
右鍵點擊第3行Geometry，Import Geometry->Browse，在彈出的Open中選擇幾何文件，最后單擊打開按鈕導入，幾何模型如下圖所示：
Figure 1. Steel and Aluminum Walls
圖1 墻體中鋼材和鋁材的位置
鋁和鋼的熱傳導率不同，鋁為237.5W/(m?℃)，鋼材為60.5 W/(m?℃)，墻體分為三層，外側(cè)為鋼材，內(nèi)部為鋁材，大家想一下溫度變化梯度是在鋁中更大，還是在鋼材中變化更大。
4.給幾何模型賦予材料本構(gòu)
在Workbench中雙擊第3行Model打開Mechanical。
展開 基于ansys workbench 多層復(fù)合壁的導熱（體現(xiàn)接觸熱阻）
問題描述：多層復(fù)合壁的導熱問題，不同接觸熱阻下的接觸面溫度的對比
分析類型：穩(wěn)態(tài)熱分析
分析平臺：ANSYS Workbench 17.0
分析人：技術(shù)鄰 一無所有就是打拼的理由
業(yè)務(wù)咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/b/218
一、傳熱基本知識：
熱傳導熱量傳輸速率方程就是傅里葉定律。傅里葉一般規(guī)律：導熱的熱流密度大小與該處的溫度梯度成正比，其方向與溫度梯度的方向相反，指向溫度降低的方向，數(shù)學表達式為：
熱流密度矢量的表達式為：
不同坐標系下的導熱微分方程：
直角坐標系：
圓柱坐標系：
球坐標系：
導熱微分方程式描寫物體的溫度隨時間和空間變化的關(guān)系；它沒有涉及具體、特定的導熱過程，是通用表達式。在不同情況下，均可簡化為不同形式。
二、多層復(fù)合壁導熱示意圖：
接觸熱阻：當一固體與另一熱固體接觸以接受熱量時，由于固體表面都有一定的粗糙度，所以無法避免在接觸面之間存有空氣。甚至液體和金屬表面接觸，在凹陷的地方也可能存有極少量的空氣泡排不出去。由于這些空氣的存在而產(chǎn)生的熱阻稱為接觸熱阻。
多層復(fù)合壁模型：
從左往右三層的材料分別為銅，鋁，鋼，厚度分別為10mm，15mm，5mm，模型如下：
接觸熱阻為100000時溫度場分布及溫度變化云圖如下：
當接觸熱阻為1000時，銅與鋁交界面的溫度為99.207攝氏度，鋁與鋼交界面的溫度為64.407攝氏度；當接觸熱阻為1000000時，銅與鋁交界面的溫度為91.424攝氏度，鋁與鋼交界面的溫度為58.766攝氏度。從結(jié)果可以看出，接觸熱阻對多層復(fù)合壁導熱的影響較為明顯。
展開 Ansys Zemax | 如何導入CAD物體
這篇文章介紹了如何將STL、IGES、STEP和SAT等格式的CAD（計算機輔助設(shè)計，Computer Aided Design）物體導入到OpticStudio中。
CAD文件的格式一般與您所使用的CAD軟件相關(guān)，格式種類眾多，不同的格式也有各自擅長的領(lǐng)域。如，STL格式是利用三角形網(wǎng)格來表示三維物體的，所以，對于那些原本就是由多個平面圍成的物體來說是一個不錯的選擇，該格式也常應(yīng)用于3D打印領(lǐng)域。IGES格式與STEP格式在不同的CAD軟件中都有良好的兼容性。在二者中做選擇時，要看它們當中哪一個的模型導出程序?qū)?em>物體模型的表示方式更適合于您的物體模型。如果您使用基于ACIS引擎的CAD軟件，那么推薦您使用SAT格式的CAD文件。
簡介
在OpticStudio中導入CAD物體是非常重要的功能，尤其是在對復(fù)雜的光機元件進行雜散光分析時，光線會在這類光機元件上發(fā)生較為嚴重的反射和散射效應(yīng)。導入CAD功能在照明系統(tǒng)中同樣重要，例如在汽車儀表盤中，光線可能會入射到一個復(fù)雜的光導管之中。OpticStudio的導入CAD物體功能非常靈活且強大，它支持多種常見的CAD文件格式。
導入CAD物體
CAD物體結(jié)構(gòu)可能十分復(fù)雜，一根光線可能會在物體中產(chǎn)生多次反射、折射或散射等相互作用。因此，我們使用非序列光線追跡來描述光線與物體之間的相互作用。在序列系統(tǒng)中，我們也可以使用混合模式來進行類似的非序列光線追跡。
OpticStudio支持四種靜態(tài)CAD文件格式：STL、IGES、STEP和SAT（如SLDPRT和ZPO這樣的動態(tài)CAD格式，不在本文的討論范圍之內(nèi)）。在四者之中，只有STL格式是用小的三角形表面連接在一起，來近似表示物體模型的曲面，其它三種格式會使用平滑而連續(xù)的表面進行建模。物體上的小平面 (Facets) 只用于在屏幕上顯示。
展開 Ansys Zemax | 如何在OpticStudio中創(chuàng)建多邊形物體
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概述
在OpticStudio中，使用多邊形物體 (Polygon Object, POB) 是創(chuàng)建用戶自定義幾何體的常用方法之一。本文介紹了如何創(chuàng)建多邊形物體、定義物體表面以及如何在非序列編輯器中使用該物體。
介紹
多邊形物體是由多個三角形或矩形面構(gòu)成的三維空間幾何體，其中三角形或矩形面的頂點由一個ASCII文本文件定義。該文本文件包含有多行數(shù)據(jù)，并且可以使用任意文本編輯器進行編輯。其中每行數(shù)據(jù)以單個字母或符號為起始，數(shù)據(jù)跟隨在字母和符號之后。
為了充分演示如何構(gòu)建多邊形對象、定義單個面或面組、保存文件的位置以及如何在OpticStudio中加載文件，讓我們使用POB功能創(chuàng)建一個等邊三角形棱鏡。等邊三角形棱鏡共有五個面，但只需定義總共六個頂點。然后，我們可以使用OpticStudio中多邊形對象支持的矩形符號連接每個頂點。
首先打開一個空白的文本文檔。在POB文件以中嘆號 (!) 為起始的行表示該行為備注行。在定義多邊形物體時使用備注行來描述該物體是十分有用的，它可以在之后使用時幫助您快速了解該文本文件創(chuàng)建了什么樣的物體。
讓我們首先定義棱鏡的6個頂點。我們必須使用的語法由頂點符號描述：V。定義頂點的線必須以字母V開頭，后跟頂點編號和頂點的x、y、z坐標：
V number x y z
該數(shù)字將x、y、z位置指定為一個頂點編號，稍后可以在我們對多邊形對象的定義中使用該編號。這樣做很方便，我們不必每次使用這個頂點時都定義x，y，z坐標。相反，我們只是引用數(shù)字。
x、y、z坐標相對于多邊形對象的局部（0,0,0）。請注意，多邊形對象的（0,0,0）坐標在NSC編輯器中全局定位。
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Ansys Zemax | 如何創(chuàng)建復(fù)雜的非序列物體
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概要
這篇文章介紹了在OpticStudio中，如何不以導入CAD文件的方式創(chuàng)建復(fù)雜的物體。您將學習到如何通過組合多個物體來創(chuàng)建復(fù)雜的非序列物體，如何利用拾取求解類型鎖定一組物體以及在非序列元件編輯器中如何復(fù)制一組物體。
簡介
在非序列模式中，用戶可以導入或創(chuàng)建物體來進行光學機械組件設(shè)計，當我們關(guān)注于設(shè)計而不是分析時，使用易于定義的參數(shù)化物體是較為方便的。參數(shù)化物體基于一個基本方程，該方程可以通過手動、滑塊、宏或優(yōu)化器等方式快速修改。Opticsudio有許多內(nèi)置的參數(shù)化物體供我們使用或進行組合。本文將展示通過組合內(nèi)置參數(shù)化物體創(chuàng)建復(fù)雜的物體，以及通過編輯器中的參數(shù)控制物體的形狀。對參數(shù)所做的任何更改都將立即反映在分析結(jié)果中，省去需要我們使用參數(shù)不同的多個模型的麻煩。
參數(shù)化的物體定義方式讓設(shè)計更簡單
在OpticStudio中，多數(shù)非序列物體都是參數(shù)化的，即他們的定義依賴于某個基本的方程。例如，標準透鏡 (Standard Lens) 物體是通過如曲率半徑、圓錐系數(shù)、中心厚度等參數(shù)來定義的。這樣參數(shù)化的物體可以只通過修改非序列元件編輯器 (Non sequential Component Editor, NSCE) 中的數(shù)據(jù)值就可以進行修改。當物體的數(shù)據(jù)被手動修改，或被滑塊 (Slider) 工具、宏 (macro) 程序、擴展 (Extension) 程序，以及最關(guān)鍵的被優(yōu)化器 (Optimizer) 修改時，物體能夠快速地重建。
OpticStudio 同樣支持非參數(shù)化的物體，如多邊形物體 (Polygon Object) 或者導入的CAD物體 (Imported CAD Objects)。這些物體最終由一系列數(shù)據(jù)表示。
展開 Ansys Zemax | 如何在OpticStudio中創(chuàng)建多邊形物體
最后，將對背面三角形應(yīng)用面組編號2：
完成每個面的表面組序號設(shè)置后保存文本文件并重新加載該POB物體。我們可以看到表面下拉菜單中包含了三個表面分組：
這樣一來，我們可以單獨對Side Face分組的表面（POB文件中表面分組序號為0的表面）定義任意表面屬性。同樣的，當選擇其他表面分組時（例如序號1，前表面），我們可以定義不同的表面屬性。
我們可以通過物體編輯器查看所選表面分組中包含的表面。其中選中的表面將高亮顯示為橙色：
注意事項
在使用多邊形物體時有以下幾點需要特別注意：
當使用POB文件表示空間幾何體時，確保POB文件中定義的矩形/三角形表面閉合為一個封閉的體積（也可以使用多邊形物體在非序列編輯器中的額外數(shù)據(jù)“是實體？(Is Volume ?)”來定義封閉的空間幾何體）。
在定義矩形時，頂點的定義順序不能交叉。交叉會導致光線追跡產(chǎn)生錯誤。
多邊形物體中沒有三角形/矩形表面的數(shù)量上限。它是由計算機內(nèi)存的容量決定。其中每個三角形表面大約需要100比特的存儲空間。然而OpticStudio通常會在同一時間保多個透鏡數(shù)據(jù)的副本，因此OpticStudio存儲一個三角形表面的實際空間約為500比特。
在OpticStudio中內(nèi)置有一個示例宏程序可以用來生成不同類型的多邊形物體，且無需定義每個頂點。該宏程序名稱為Polygon.ZPL，它保存在Zemax根目錄下的Macros文件夾中。在使用時，宏程序需要用戶輸入物體的表面半徑（表面不一定為圓形）、表面的邊數(shù)、多邊形物體的長度以及長度的分段數(shù)量。
小結(jié)
在OpticStudio中使用多邊形物體是一種非常靈活的創(chuàng)建用戶自定義物體的方法。通過簡單的ASCII文本文件，您可以定義任意由頂點連成的三角形或矩形所組成的空間幾何體。
展開 在 ANSYS/Ls-dyna 中實現(xiàn)物體按指定軌跡運動
比如定義物體沿x 方向的位移，只需
將RBUX 改為UX 即可。其他的依此類推。
5、 其他
在 lsdyna 中位移條件是當作載荷來處理的。對于施加其他載荷，比如轉(zhuǎn)動、速度、加速度、力和轉(zhuǎn)矩等也可以用類似的辦法添加，對于剛體也是用同樣的方法處理。順便提一句，在 abaqus/explicit 中，同樣可以實現(xiàn)物體按指定軌跡運動，不過在 abaqus/explicit 中位移條件是當邊界條件處理的。
之后陸續(xù)更一些 ansys相關(guān)的帖子
『原創(chuàng)』ANSYS的單位在哪可以看見和設(shè)置，F(xiàn)LOTRAN模塊中，流通導熱系數(shù)怎么設(shè)置？
本人正在做論文，初學ANSYS不久，現(xiàn)向大家求教
ANSYS的單位在哪可以看見和設(shè)置，F(xiàn)LOTRAN模塊中，流體導熱系數(shù)怎么設(shè)置？
另在一個二維的圓環(huán)流體模型中，我設(shè)置了內(nèi)圓環(huán)邊界流體速度，那么外圓環(huán)流體速度還要設(shè)置嗎？
