熱輻射工藝的案例
熱輻射的輻射模型
熱的對流、傳導(dǎo)、輻射是熱量傳遞的三種方式，熱輻射是指物體通過電磁波來傳遞能量（熱量，其實(shí)就是溫度的高低）。說人話就是物體放在那里就會(huì)通過輻射傳遞熱量，當(dāng)然一般我們見到的都是兩種或者三種方式的熱量傳遞過程。其實(shí)很好區(qū)分，對流和傳導(dǎo)需要其它介質(zhì)參與，而輻射只需要那個(gè)物體在就會(huì)進(jìn)行輻射。 理解完輻射，來說輻射模型，既然有了輻射這種現(xiàn)象，我們?nèi)绾蚊枋隹臻g種能量輻射的過程？對，輻射模型就是做這個(gè)的。 tip：做仿真的時(shí)候我們也會(huì)注意到這樣一個(gè)問題，我們需要設(shè)置介質(zhì)，一個(gè)原因是往往是多個(gè)物理現(xiàn)象，另一個(gè)根本原因是不同介質(zhì)的性質(zhì)不同，參與輻射時(shí)的吸收率、散射系數(shù)、折射率都不相同。
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展開 abaqus輻射熱分析（面與面之間的輻射） ￥20
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abaqus輻射熱分析，面與面之間的輻射。
水壺的傳熱分析（熱傳導(dǎo)+熱對流+熱輻射） ￥5
分享一個(gè)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(shí)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(dòng)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】
展開 ABAQUS培訓(xùn)案例之熱分析-熱輻射
圖1模型示意圖
今天給大家分享的是熱輻射分析。如圖1所示，模型由2個(gè)part組成，一個(gè)是fin，其周期對稱性在設(shè)置輻射換熱時(shí)可以設(shè)置，另一個(gè)代表周邊環(huán)境的ambient。模型先進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析，然后建立2個(gè)瞬態(tài)分析步，實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度為800時(shí)對fin加熱的過程，和環(huán)境溫度38時(shí)fin部件的冷卻過程。當(dāng)然除了ambient和fin的輻射換熱，ambient和fin也分別建立了Surface film condition換熱。下面詳解每個(gè)步驟的設(shè)置。
目標(biāo)：輻射換熱與對流換熱設(shè)置，cavity radiation應(yīng)用。
材料：材料參數(shù)定義了Density為7800，Conductivity和SpecificHeat分別為50和500（SI單位制）。
分析步設(shè)置：本案例設(shè)置了三個(gè)分析步，step-1為熱穩(wěn)態(tài)分析步，step-2和step-3為瞬態(tài)分析步，如下圖所示。歷史輸出設(shè)置output三個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度輸出。
圖2 分析步設(shè)置
相互作用設(shè)置：定義了三個(gè)換熱條件，設(shè)置bot面換熱系數(shù)Surfacefilm condition為2500，熱沉溫度100，srfs面換熱系數(shù)Surface film condition為10，step-1熱沉溫度38，step-2時(shí)為800，step-3時(shí)改為38。設(shè)置srfs和samb之間的輻射換熱Cavity radiation，發(fā)射系數(shù)為0.8和1，并設(shè)置Symmetry對稱，如下圖所示。
圖3 換熱設(shè)置
邊界條件：設(shè)置所有區(qū)域初始溫度為77，ambient的溫度step-1時(shí)38，step-2時(shí)為800（加熱過程），step-3時(shí)改為38（冷卻過程）。
展開 
一種間歇放熱相變材料，可用于地板輻射采暖系統(tǒng)的熱管理
圖4是將水合鹽凝膠應(yīng)用于地板輻射采暖系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了四種間歇放熱。結(jié)果表明，水合鹽凝膠在地板輻射采暖系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
圖 4 a)地板輻射采暖系統(tǒng)試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀)地板下輻射采暖系統(tǒng)配置：1)裝飾層(木地板)；
2）相變材料管道（水合鹽凝膠的三條平行管道），3）硅橡膠加熱片，4）保溫層（玻璃纖維保溫板），5)混凝土板。地板輻射采暖系統(tǒng)中3條并聯(lián)相變材料管線可實(shí)現(xiàn)4種不同的間歇放熱順序：一次放出全部熱量（c1）；連續(xù)放出間歇熱（間歇熱放出三次）（d1）；間歇放熱兩次(e1, f1)。不同顏色的管道代表不同的放熱時(shí)間，放熱過程的順序由顏色表示（顏色較淺表示在顏色較深之前放熱）。間歇性放熱是通過用浸水剪刀切割黑色部分（稱為閥門）來實(shí)現(xiàn)的。c2, d2, e2, f2)四個(gè)序列對應(yīng)的模型溫度曲線。
END
★ 平臺(tái)聲明
部分素材源自網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有。分享目的僅為行業(yè)信息傳遞與交流，不代表本公眾號(hào)立場和證實(shí)其真實(shí)性與否。如有不適，請聯(lián)系我們及時(shí)處理。歡迎參與投稿分享！
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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【AICFD案例操作】冷熱板輻射仿真分析
圖5-2 結(jié)果更新
3）可視化結(jié)果
① 溫度云圖
單擊菜單欄 后處理> 云圖，選取位置域和變量參數(shù)溫度，設(shè)置等級(jí)參數(shù)256，點(diǎn)擊應(yīng)用，讀取冷熱板區(qū)域溫度云圖。
圖5-3 溫度云圖
② 輻射云圖
單擊菜單欄 后處理> 云圖，選取位置域和變量參數(shù)輻射強(qiáng)度，設(shè)置等級(jí)參數(shù)256，點(diǎn)擊應(yīng)用，讀取冷熱板區(qū)域輻射強(qiáng)度云圖。
圖5-4 輻射云圖
實(shí)心球熱輻射分析
1.問題描述
一個(gè)直徑為1m、初始溫度為2000K的金屬實(shí)心球體在300K的環(huán)境中（假設(shè)沒有對流換熱）熱輻射降溫的過程。考慮到球的對稱性，可將其簡化為軸對稱模型進(jìn)行分析，也可采用實(shí)體模型進(jìn)行分析。本文中采用實(shí)體模型進(jìn)行熱輻射分析。
2.有限元解
2.1.絕對零度和斯蒂芬~玻爾茲曼常數(shù)設(shè)置
絕對零度設(shè)為0；斯蒂芬~玻爾茲曼常數(shù)設(shè)為5.67E-8W/(m2·K4)。
2.2.材料定義
該分析中采用國際單位制，各材料參數(shù)如下：密度7850kg/m3；導(dǎo)熱系數(shù)60.64W/(m·K)；比熱容460J/(kg·K)。
2.3.分析步設(shè)置
定義瞬態(tài)傳熱分析步，分析步時(shí)間為36000s。初始增量步設(shè)為0.1，最小增量步設(shè)為0.001，最大增量步設(shè)為100，最大增量步數(shù)設(shè)為1000。每個(gè)增量步所允許的溫度的最大變化設(shè)為50。
2.4.輻射率及環(huán)境溫度設(shè)置
輻射率設(shè)為1，環(huán)境溫度設(shè)為300K。
2.5.實(shí)心球初始溫度場設(shè)置
設(shè)置實(shí)心球體的初始溫度場為2000K。
2.6.網(wǎng)格劃分
低階熱傳導(dǎo)單元（DC3D8）。
2.7.溫度分布仿真結(jié)果
實(shí)心球球心溫度為501.8K，實(shí)心球表面溫度為489.8K。
來源：DeepFEA
展開 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、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 abaqus輻射換熱模擬過程詳解 ￥99
之前 發(fā)表過一個(gè)輻射換熱的帖子，很多小伙伴沒有很明白，現(xiàn)在我以視頻的方式向大家說明下具體詳細(xì)做法,后邊附加工程文件inp供大家參考學(xué)習(xí)。
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
涉及流固耦合（對流、輻射）的熱分析
材料性質(zhì)：
固體：銅：導(dǎo)熱系數(shù)k=400，比熱c=400，密度8890。（單位：SI）
流體：空氣
3. 邊界條件
銅母線生熱率：12960w/m3
銅外殼生熱率：8909w/m3
銅外殼外側(cè)與空氣對流換熱：hc= 4w/(m2*K), T,ambient = 313 K
銅外殼外側(cè)的熱輻射率：emissivity=0.85
銅母線、銅外殼內(nèi)側(cè)的熱輻射率均為 0.85
重力y軸負(fù)向：9.8
幾何圖形見下圖(單位：m)
4.附檔
4.a gambit網(wǎng)格
simwe_thermal_gambit_mesh.rar
4.b icemcfd project file
simwe_tube_icemcfd_project.rar
4.c icemcfd mesh for cfx
simwe_tube_icem10_mesh.rar
4.d ansys_mesh file
ansys_mesh file.rar
用openoffice calc, 簡單計(jì)算的資料
(上方是基本參數(shù)資料, 下左框是 for absorption =1, 下右框是 for absorption =0.85
在表中所設(shè)的管長是1.00 meter, 但是在icemcfd and ansys 網(wǎng)格中的管長是建為0.0025 meter的
根據(jù)熱平衡時(shí), 所有銅管產(chǎn)生之熱, 必等於外表面散熱(radiation + convection)
可知合理的表皮溫度應(yīng)在363(or 369)度附近
用omega Reynold stress turbulent model 的結(jié)果
K-e turbulent model 的結(jié)果
展開 探索熱輻射—紅外發(fā)射率測量儀
發(fā)射率的測量需要建立在有關(guān)紅外輻射學(xué)的基礎(chǔ)上，發(fā)射率在輻射測溫以及材料的性能中扮演著重要的角色，在航天航空、軍事國防、工業(yè)生產(chǎn)、能源利用、節(jié)能方面均有所滲透。在國防和軍事中的發(fā)射率主要被應(yīng)用于雷達(dá)等，可供輻射監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行對比監(jiān)測，以及滿足隱身涂層等性能需要；在工業(yè)生產(chǎn)、節(jié)能和能源領(lǐng)域，發(fā)射率主要應(yīng)用在輻射測溫，可以實(shí)時(shí)非接觸式探測工作現(xiàn)場變化；在能源環(huán)保方面發(fā)射率主要應(yīng)用在高低發(fā)射率涂層，目的是提高能量的收集或者能量的散去。
紅外發(fā)射率（Emissivity,ε）作為表征材料表面熱輻射能力的核心物理參數(shù)（定義為物體在相同溫度下輻射能量與理想黑體輻射能量的比值，0≤ε≤1），其數(shù)值大小深刻影響著材料與外界環(huán)境的熱交換過程。這一參數(shù)并非固定不變，而是受材料成分、表面粗糙度、工作溫度及觀測波段等多種因素的綜合調(diào)控。正是由于這種可調(diào)控性及其對熱輻射行為的決定性作用，紅外發(fā)射率在眾多科技領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色，其精確測量與有效調(diào)控是實(shí)現(xiàn)特定功能的關(guān)鍵。
我司推出 手持式紅外發(fā)射率測量儀，此儀器專為精準(zhǔn)監(jiān)測表面材料的關(guān)鍵紅外特性參數(shù)——紅外發(fā)射率而精心設(shè)計(jì)。
該儀器具備卓越的性能優(yōu)勢，能夠在任意時(shí)間、任意地點(diǎn)迅速完成對表面材料紅外發(fā)射率參數(shù)的檢測工作。通過快速獲取這些參數(shù)，得以實(shí)現(xiàn)對材料性能的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)估，為用戶提供及時(shí)、準(zhǔn)確的材料性能反饋。
值得一提的是，這款產(chǎn)品可同時(shí)對 3 - 5μm、8 - 14μm 波段內(nèi)的材料性能進(jìn)行測量。這兩個(gè)波段的參數(shù)乃是最為常用的特性參數(shù)，在眾多領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
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?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 I-DEAS TMG熱輻射分析教程
TMG 熱分析--輻射
1、建模方法說明
1 學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建幾何的網(wǎng)格零件，添加新網(wǎng)格；
2 開始使用基本的邊界條件，逐步使用越來越復(fù)雜的邊界條件
3 求解并學(xué)習(xí)如何檢查一步一步的解算方案
2、建立模型
創(chuàng)建并分割內(nèi)部塊體
創(chuàng)建主零件的250x150x150mm 塊體..........
I-DEAS_TMG熱輻射分析教程.pdf
