Fluent高斯熱源
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-04-12
Fluent高斯熱源的視頻教程
高斯移動熱源——workbench中雙熱源的加載
如何加載雙熱源或者多熱源的問題，從幾何模型到結(jié)果提取以及中間錯誤的處理方法包括以下 內(nèi)容 幾何模型的建立 網(wǎng)格劃分和邊界條件講解 熱源加載方程講解 熱源命令生成方法講解 單熱源計算 雙熱源計算
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ABAQUS焊接模擬-Python編寫移動高斯熱源子程序-不帶生死單元
Python編寫移動高斯熱源子程序（包括高斯面熱源、雙橢球熱源） 模型作如下假設(shè)：材料為各向同性材料，不考慮熔池流動及相變影響。 考慮到過來學(xué)習(xí)的大多都是和我一樣的學(xué)生黨，因此設(shè)置了一個大家都能接受的價格。 如果視頻中有什么錯誤或沒講清的大家可以留言！！
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焊接模擬-基礎(chǔ)課程(含高斯熱源平板對接全APDL實(shí)例)
熱分析基礎(chǔ)課程，針對GUI和APDL做基礎(chǔ)講解。適用于新手上路。但內(nèi)容絕對夠深度，講解細(xì)致。讓你快速掌握ANSYS基本命令和GUI操作。加深對數(shù)值模擬的理解。
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Fluent高斯熱源的實(shí)例教程
焊接模擬各種熱源公式.docx
含有 高斯 雙橢球 旋轉(zhuǎn)高斯曲面熱源 高斯圓柱，熱流密度分布均勻的高斯柱體熱源 的熱源公式。
abaqus中焊接高斯面熱源和高斯體熱源程序 ￥19.89
abaqus中焊接中高斯面熱源和高斯體熱源程序
高斯移動熱源——workbench中雙熱源的加載
作者：范文哲（fwz0703@163.com，公眾號：CAE_ANSYS）
上次我們看了一下移動熱源的加載方式，請查看《金龍盤玉柱，高斯熱源游----Workbench中移動熱源的加載方法》https://www.yqgqt.org.cn/content/post/442599.后面有工程師咨詢，如何加載雙熱源或者多熱源的問題，下面就關(guān)心的問題簡單描述一下.
首先該移動熱源為高斯熱源，即點(diǎn)熱源，熱量是以中心點(diǎn)向四周擴(kuò)散，呈現(xiàn)球狀熱量，對應(yīng)平面就是圓環(huán)熱源。然后該熱源不停的向前移動，則該熱源生產(chǎn)的溫度結(jié)果就成為了彗星狀的溫度結(jié)果，猶如拖著一個長長的尾巴，如圖所示.
那么如何加載雙點(diǎn)熱源呢，我們先明確加載熱源的方式，我們先將需要加載的面命名成A1，表示將該面的所有節(jié)點(diǎn)提取出來了，生成的名稱為A1的節(jié)點(diǎn)集合，而后面加載熱源我們通過命令的方式加載
SF,A1,HFLUX, %FLUX01%
表示在A1面上加載熱通量Flux，加載的大小是隨著時間和位置不斷變化的一個方程，該方程通過經(jīng)典界面的方程對話框設(shè)置并后面導(dǎo)出。所以為一個移動的熱源，表示熱源隨著時間在移動。那么我們?nèi)绻谕粋€面上直接加載第二個熱源命令，
SF,A1,HFLUX, %FLUX02%
結(jié)果就會出錯，沒有第一個熱源的移動，為什么會這樣呢？
這個主要原因其實(shí)和軟件以及個人理解相關(guān)，在ANSYS中，同一個元素（點(diǎn)、線、面）加載載荷，后面的會替換前面的，除非不同的元素。在此第一個面加載熱源后，后面的熱源加載方式會覆蓋第一次的加載結(jié)果，從而導(dǎo)致第一次熱源消失。這相當(dāng)于第一次的加載條件被替換刪除。
展開 一、背景：
移動高斯熱源的數(shù)值模擬可以精確地模擬包括焊接在內(nèi)的各種工業(yè)過程。準(zhǔn)確預(yù)測焊接或激光切割過程中產(chǎn)生的瞬態(tài)熱場，對于預(yù)測由此產(chǎn)生的殘余應(yīng)力至關(guān)重要，而殘余應(yīng)力又影響壽命預(yù)測分析。
目前Workbench中的瞬態(tài)熱分析模塊只能用于定義時間變化或空間變化的邊界條件。定義一個在空間上和時間上都不同的載荷，則需要使用APDL命令。這對很多初學(xué)者來說比較困難。為此，創(chuàng)建ACT擴(kuò)展，以方便在 Mechanical中使用UI定義移動熱流源。
二、安裝與加載：
移動熱源插件應(yīng)用于ANSYS Workbench Mechanical17.0版本及以上。
1、在項(xiàng)目頁中，選擇“ACT Start Page”選項(xiàng)；
2、點(diǎn)擊“Extension Manager”擴(kuò)展管理器；
3、按右上角的“+”符號；
4、它將打開一個文件對話框，選擇合適的“*.wbex”二進(jìn)制文件；
5、安裝完成。
加載移動熱源
1、從擴(kuò)展管理器中，單擊您的擴(kuò)展并選擇“Load Extension”；
2、加載完成。
三、插件中的熱源方程及其說明：
Moving Heat Flux Source
該ACT擴(kuò)展模型的高斯熱流源使用下列方程：
Q =期望表面上的熱流；
C1 =光束半徑；
C2 =電源功率強(qiáng)度；
(x0,y0,z0) =從“起點(diǎn)”到“路徑”距離“v x t”處熱流中心的瞬時位置；
v =熱源移動速度；
t =時間。
展開 1.高斯熱源公式的建立
高斯熱源本質(zhì)就是熱源的分布呈正態(tài)分布，如果理解二維正態(tài)分布的話就很容易理解三維的正態(tài)分布，如下圖，熱源其實(shí)就是一個中心高，然后沿著等半徑往外逐漸降低，通過中心的任意切面就是一個二維的正態(tài)分布曲線圍成的面。
將高斯熱源的溫度分布用公式表達(dá)為下式：
其中q為熱流密度，Q為高斯分布下的最大熱流密度，R是距熱源中心的距離，r是熱源的半徑，下面以一個長寬均為0.1m，厚度為0.004m板的焊接為例來說明高斯熱源的加載方法。
從上圖可見，熱源要加載的面是板的上表面，焊接方向是沿著y方向，板厚方向?yàn)閦向，熱源加載的初始點(diǎn)的坐標(biāo)為（0.05,0,0.004），那么根據(jù)高斯熱源的熱流密度表達(dá)公式可知，在初始加載位置的熱流密度分布可以用下式表達(dá)：
剛才說明過R為距熱源中心的距離，那么上式中R^2=(x-0.05)^2+(y-0)^2，為中學(xué)學(xué)過的兩點(diǎn)之間的距離公式，為何里面不涉及到z坐標(biāo)呢？是因?yàn)?em>熱源加載的面是板的上表面，其實(shí)已經(jīng)暗含z的坐標(biāo)就是固定的了，所施加的是一個xoy面內(nèi)熱源分布，所以與z坐標(biāo)無關(guān)。
那么接下來就是如何實(shí)現(xiàn)熱源移動的問題了，熱源移動肯定是與速度有關(guān)，速度為0自然就是靜態(tài)的熱源分布，速度大于0才是一個移動的熱源，那么與速度有關(guān)就是等效地說與時間有關(guān)，在ANSYS中時間{TIME}正好是一個變量，所以如何在公式中體現(xiàn)呢？
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Fluent高斯熱源的最新內(nèi)容
本案例模擬三個熱源在圓柱表面移動，三個熱源相差120度，螺旋移動，并且到端部后自動往復(fù)，主要是采用激光加熱一個圓柱的案例
一、ANSYS Workbench 與 APDL 基礎(chǔ)
ANSYS Workbench 是一款功能強(qiáng)大的工程仿真平臺，它提供了直觀的圖形用戶界面（GUI），使用戶能夠方便地進(jìn)行建模、分析和后處理等操作
1.高斯熱源公式的建立
高斯熱源本質(zhì)就是熱源的分布呈正態(tài)分布，如果理解二維正態(tài)分布的話就很容易理解三維的正態(tài)分布，如下圖，熱源其實(shí)就是一個中心高，然后沿著等半徑往外逐漸降低，通過中心的任意切面就是一個二維的正態(tài)分布曲線圍成的面。
將高斯熱源的溫度分布用公式表達(dá)為下式：
其中q為熱流密度，Q為高斯分布下的最大熱流密度，R是距熱源中心的距離，r是熱源的半徑，
很多人在使用ANSYS模擬焊接和增材制造過程中都面臨高斯熱源施加的難題，現(xiàn)在我來演示一下如何在ANSYS經(jīng)典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實(shí)現(xiàn)熱源的移動。
打開經(jīng)典界面，然后選擇Parameters→Functions→Define/Edit
然后在彈出的Function Editor中選取你想要輸入的熱源函數(shù)，我這里使用了一個高斯體熱源函數(shù)，也可以替換成高斯面熱源或者雙橢球熱源
很多人在使用ANSYS模擬焊接和增材制造過程中都面臨高斯熱源施加的難題，現(xiàn)在我來演示一下如何在ANSYS經(jīng)典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實(shí)現(xiàn)熱源的移動。
打開經(jīng)典界面，然后選擇Parameters→Functions→Define/Edit
然后在彈出的Function Editor中選取你想要輸入的熱源函數(shù)，我這里使用了一個高斯體熱源函數(shù)，
焊接模擬各種熱源公式.docx
含有 高斯 雙橢球 旋轉(zhuǎn)高斯曲面熱源 高斯圓柱，熱流密度分布均勻的高斯柱體熱源 的熱源公式。
求助！！為什么高斯圓錐體熱源不能在z軸上移動呢？
一、模型
伴有余弦或正弦函數(shù)的脈沖面（2D）高斯熱源焊接模擬，材料默認(rèn)為結(jié)構(gòu)鋼。
Y40-X60-Z4 mm
二、網(wǎng)格劃分
為了讓模擬結(jié)果無壞點(diǎn)，更加精確，將焊縫區(qū)域（中間X軸線）的網(wǎng)格應(yīng)當(dāng)密，因此采用“偏置”形式使網(wǎng)格由中線向兩面由密到疏。
abaqus中焊接中高斯面熱源和高斯體熱源程序
一、背景：
移動高斯熱源的數(shù)值模擬可以精確地模擬包括焊接在內(nèi)的各種工業(yè)過程。準(zhǔn)確預(yù)測焊接或激光切割過程中產(chǎn)生的瞬態(tài)熱場，對于預(yù)測由此產(chǎn)生的殘余應(yīng)力至關(guān)重要，而殘余應(yīng)力又影響壽命預(yù)測分析。
目前Workbench中的瞬態(tài)熱分析模塊只能用于定義時間變化或空間變化的邊界條件。定義一個在空間上和時間上都不同的載荷，則需要使用APDL命令。這對很多初學(xué)者來說比較困難。為此
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前期準(zhǔn)備(這個可以百度，有更詳細(xì)的安裝教程)：
首先需要安裝兩個軟件（InterFortran和vs studio，注意ABAQUS與軟件版本號的兼容性，不然會出現(xiàn)配置不成功的情況）。鑒于題主用的是abauqs2016，此處以abauqs2016為例子簡述步驟。
Abaqus2016的兼容版本為VS2012，InterFortran2013（需要lic許可證
