熱通量分析的案例
CFD學(xué)習(xí)：臨界熱通量
作者Cadence CFD 解決方案
關(guān)鍵要點(diǎn)
臨界熱通量是傳熱速率達(dá)到其最大極限的點(diǎn)。
臨界熱通量受加熱表面幾何形狀、熱通量、速度、壓力、溫度和表面條件等因素的影響。
預(yù)測臨界熱通量開始的準(zhǔn)確性對于做出最大化流體系統(tǒng)傳熱能力所需的設(shè)計優(yōu)化決策非常重要。
許多流體工程系統(tǒng)依靠高效的傳熱機(jī)制來確保系統(tǒng)性能和安全性的提高。這方面的一個例子是飛機(jī)系統(tǒng)，其中傳熱、溫度分布和熱應(yīng)力的分析對于分析結(jié)構(gòu)損壞和優(yōu)化材料設(shè)計或用于空氣動力學(xué)安全的加熱/冷卻系統(tǒng)設(shè)計非常重要。
熱通量是流體系統(tǒng)熱分析中的一個重要參數(shù)，尤其是臨界熱通量。了解臨界熱通量的開始對于工程師做出有關(guān)最大化流體系統(tǒng)傳熱能力所需的設(shè)計優(yōu)化的決策非常重要。
了解臨界熱通量和影響參數(shù)
臨界熱通量是流體系統(tǒng)中傳熱速率達(dá)到最大值的熱極限。超過這一點(diǎn)，由于蒸汽層的形成，熱傳遞率顯著下降，蒸汽層起到絕緣作用并阻止進(jìn)一步的熱傳遞。
解釋臨界熱通量的一個簡單例子是沸騰過程。當(dāng)鍋放在受熱表面上時，熱通量逐漸增加，導(dǎo)致鍋?zhàn)?em>熱，水最終沸騰。熱通量的進(jìn)一步增加使沸騰過程更加劇烈。在熱通量值最大時，沸騰變得不穩(wěn)定并導(dǎo)致形成一層氣泡。這是臨界熱通量的開始，由于與液體相比，蒸汽層的熱導(dǎo)率較低，因此傳熱率突然下降。
在臨界熱通量開始以上運(yùn)行系統(tǒng)會導(dǎo)致過熱和故障。因此，該值的預(yù)測是設(shè)計和優(yōu)化傳熱系統(tǒng)的重要部分。然而，有幾個參數(shù)會影響流體系統(tǒng)仿真中臨界熱通量的預(yù)測。
展開 CFD學(xué)習(xí)：熱通量
熱疲勞
重復(fù)的熱循環(huán)，即加熱和冷卻的交替周期，會導(dǎo)致熱疲勞，從而引起材料退化、裂紋和部件故障等問題。
操作環(huán)境
航空航天系統(tǒng)在極端操作環(huán)境下工作，包括極高的溫度和真空條件，導(dǎo)致熱通量管理面臨挑戰(zhàn)。
空氣動力學(xué)考慮
流速、邊界層、流動分離等空氣動力學(xué)因素影響傳熱現(xiàn)象。例如，較厚的邊界層可以降低對流換熱系數(shù)；流動分離和較低的流速可能會導(dǎo)致局部熱問題。
兼容性檢查
熱熱通量受到熱系統(tǒng)中使用的材料的影響——它必須高效傳熱并防止不利的相互作用，例如腐蝕、化學(xué)反應(yīng)或材料降解。
計算限制
熱流的模擬和分析需要大量的計算資源、時間和成本。
通過 CFD 模擬分析傳熱
在航空航天應(yīng)用中，計算流體動力學(xué) (CFD) 模擬是一種有效的技術(shù)，使工程師能夠分析傳熱和流體流動現(xiàn)象。通過預(yù)測和優(yōu)化傳熱過程，CFD 仿真以多種方式提高航空航天系統(tǒng)的安全性和效率。
航空航天應(yīng)用中通過 CFD 模擬進(jìn)行熱流分析
熱分析與優(yōu)化
分析不同的傳熱模式和熱梯度。
對流體流動和溫度分布進(jìn)行建模，以深入了解容易產(chǎn)生高熱通量的熱點(diǎn)。
展開 管道內(nèi)臨界熱通量沸騰
計算將考慮管道內(nèi)臨界熱通量和干涸后傳熱的影響。管道的外壁是用恒定的熱流量加熱的。
計算域：圓柱直徑5mm，通道長度設(shè)為7m
兩相流：水連續(xù)相，水蒸氣為離散相
邊界條件：水流入流量為1495kg/m2/s，壁面熱通量為797000W/m2
網(wǎng)格劃分
采用矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為9600。
計算設(shè)置
本次計算問穩(wěn)態(tài)計算，湍流模型選擇RNG k-epsilon?？紤]重力影響，選擇軸對稱計算。
物質(zhì)屬性
計算物質(zhì)設(shè)置為液態(tài)水和水蒸氣
多相流模型
選擇歐拉多相流模型，主相設(shè)為水，次相設(shè)為水蒸氣
邊界條件
設(shè)置管道下方水流入邊界條件
出口為壓力邊界條件
壁面邊界條件
計算結(jié)果
計算域液體體積百分比云圖
計算值與實(shí)驗(yàn)值對比
溫度對比圖表
參考文獻(xiàn)
N. Hoyer, “Calculation of dryout and post-dryout heat transfer for tube geometry”, International Journal of Multiphase Flow, Vol 24, pp. 319-334, 1998
展開 CFD學(xué)習(xí)：關(guān)于熱通量方程
作者Cadence CFD 解決方案
關(guān)鍵要點(diǎn)
熱通量定義為在單位時間內(nèi)通過單位面積的表面?zhèn)鬟f的熱能。
熱通量密度以 SI 單位瓦特/平方米為單位測量。
系統(tǒng)中的熱通量取決于溫度梯度和傳熱系數(shù)。
根據(jù)介質(zhì)的不同，傳熱機(jī)制分為傳導(dǎo)、對流或輻射
對能源的需求鼓勵我們探索可再生能源的機(jī)會。在非常規(guī)能源中，太陽能因其豐富而至關(guān)重要。太陽能用于公用事業(yè)發(fā)電和供暖。集中式太陽能發(fā)電廠滿足當(dāng)今的能源需求。在聚光太陽能發(fā)電廠，尤其是太陽能接收器的設(shè)計中，熱通量和溫度是兩個主要的設(shè)計參數(shù)。了解熱通量有助于確定太陽能接收器的效率。
在大多數(shù)熱力學(xué)應(yīng)用中，熱通量是一個重要的基本量，因?yàn)樗鼤绊懶屎托阅?。理論上?em>熱通量方程用于計算熱通量。然而，在實(shí)踐中，使用了一系列的熱量計、量規(guī)和輻射計。
讓我們探索熱通量及其方程。
熱流和傳熱機(jī)制
在給定系統(tǒng)中，只有當(dāng)它們之間存在溫差時，熱量才會從一個點(diǎn)流向另一個點(diǎn)。熱量從溫暖的地方流向寒冷的地方。熱流只有在不同溫度點(diǎn)之間存在熱量傳播的介質(zhì)時才會發(fā)生。
熱流或熱傳遞現(xiàn)象是復(fù)雜和多維的。根據(jù)存在溫度梯度的介質(zhì)或介質(zhì)組，傳熱機(jī)制可分為：
傳導(dǎo) -在傳導(dǎo)過程中，熱流通過固體材料發(fā)生。
對流 -當(dāng)熱量流過氣體和液體時，傳熱機(jī)制稱為對流。
輻射——電磁波攜帶熱能時，形成熱傳遞的輻射機(jī)制。
在上述傳熱機(jī)制中，熱量通過介質(zhì)從一點(diǎn)傳遞到另一點(diǎn)。熱能傳遞的速率給出了傳導(dǎo)、對流和輻射中熱通量的概念。
什么是熱通量？
熱通量是單位時間內(nèi)通過單位面積的表面?zhèn)鬟f的熱能的量。熱通量可以是從所考慮的表面?zhèn)鬟f或消散的熱量。熱通量也稱為熱通量、熱流密度、熱通量密度或熱流率強(qiáng)度。
展開 
CFD學(xué)習(xí)：模擬湍流熱通量分布
湍流熱對流問題通常使用范式系統(tǒng)或瑞利貝納德 (RB) 對流系統(tǒng)來解決。
對湍流熱通量分布和行為進(jìn)行建模對于進(jìn)一步提高熱交換效率和性能非常重要。
大多數(shù)流體流動遵循湍流特性。當(dāng)使用納維-斯托克斯方程以數(shù)學(xué)方式描述湍流時，通常會遇到一些限制。為納維-斯托克斯方程找到滿足初始條件并在湍流流體流動中繼續(xù)保持有效的獨(dú)特解是工程師面臨的常見挑戰(zhàn)。
大氣湍流就是一個例子，其中湍流熱通量的混沌性質(zhì)使得求解控制方程在數(shù)學(xué)上具有挑戰(zhàn)性。大氣中存在湍流熱通量，即顯熱通量和潛熱通量。顯熱和潛湍熱通量在能量傳輸回大氣中發(fā)揮著重要作用。與大氣湍流類似，湍流熱通量存在于多種工程和技術(shù)系統(tǒng)中。我們將在本文中探討湍流熱通量。
大氣湍流熱通量
由于湍流熱通量，地球表面以輻射形式接收的能量被傳輸回大氣層。大氣中的湍流熱交換發(fā)生在毫米到公里范圍內(nèi)的運(yùn)動尺度上。大氣中有兩種湍流熱通量，即顯熱通量和潛熱通量，引起能量傳輸。白天，感熱通量使大氣加熱至 100m 左右。
雖然湍流在大氣和海洋中自然發(fā)生，但人類也將湍流納入了一些工程和技術(shù)過程中。讓我們在接下來的部分中了解一下湍流熱對流以及如何測量湍流熱通量。
瑞利數(shù)、普朗特數(shù)、努塞爾數(shù)與湍流熱對流的關(guān)系
湍流熱對流在工程技術(shù)和工業(yè)系統(tǒng)中用于傳熱和混合。湍流熱對流問題通常使用范式系統(tǒng)或瑞利貝納德 (RB) 對流系統(tǒng)來解決。以下無量綱數(shù)對于描述湍流傳熱和湍流熱對流具有很大的相關(guān)性。
瑞利數(shù) -描述自然對流換熱的層流或湍流性質(zhì)的無量綱量。瑞利數(shù)與格拉霍夫數(shù)和普朗特數(shù)的關(guān)系如下：
Ra x = Gr x * Pr
普朗特數(shù) -普朗特數(shù)表示為動量擴(kuò)散率與熱擴(kuò)散率的比率。它給出了流體中湍流動量交換和湍流傳遞能力之間的相似性。普朗特數(shù)是流體的固有屬性。
展開 請問有老哥知道復(fù)合材料的熱拉伸模擬怎么做嗎？就是先加恒定的熱通量一段時間，然后拉伸？
請問有老哥知道復(fù)合材料的熱拉伸模擬怎么做嗎？就是先加恒定的熱通量一段時間，然后拉伸？還有就是如果做實(shí)驗(yàn)的話用什么儀器來做呀？
ANSYS APDL熱分析--換熱器熱膨脹分析(附命令流)
1.項(xiàng)目背景
蒸汽發(fā)生器排污熱交換器充分利用余熱、完成熱量轉(zhuǎn)換的試驗(yàn)裝置，求結(jié)構(gòu)完整性有著至關(guān)重要的意義，而高溫下軸向的熱膨脹是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的主要原因之一，因而計算器熱膨脹量至關(guān)重要。
2.項(xiàng)目目的
利用ANSYS軟件，建立蒸汽發(fā)生器排污換熱器梁單元三維模型，對其在設(shè)計溫度下的熱膨脹量進(jìn)行計算，為后續(xù)驗(yàn)證換熱器裝置的結(jié)構(gòu)完整性提供依據(jù)。
3.理論計算
熱膨脹量理論計算公式：
?L=α??T?L
其中：α為熱膨脹系數(shù)，△T為溫差，L為管道計算長度
在本實(shí)例中，溫差△T：管側(cè)為310℃；殼側(cè)為268℃
α：12e-6 mm/mm·℃；
L：管側(cè)為1500mm；殼側(cè)為800mm
計算得軸向熱膨脹量：
?L=310?12e-6?1500+268?12e-6?800=8.153mm
4.計算輸入
熱膨脹分析時，僅需要加溫度載荷，同時將框架底部固定約束即可。
展開 ansys18.2焊接過程分析瞬態(tài)熱分析熱應(yīng)力分析 ￥8.88
ansys18.2焊接過程分析
移動熱源通過插件實(shí)現(xiàn)
一分鐘了解穩(wěn)態(tài)熱分析&瞬態(tài)熱分析
熱分析用于計算一個系統(tǒng)或部件的溫度分布及其他熱物理參數(shù)，如熱量的獲取或損失、熱梯度、熱流密度（熱通量）等。熱分析在許多工程應(yīng)用中扮演著重要角色，如內(nèi)燃機(jī)、渦輪機(jī)、換熱器、管路系統(tǒng)、電子元件等。
熱的傳遞是由于物體內(nèi)部或物體之間的溫度不同而引起的。當(dāng)無外功輸入時，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量總是自動地從溫度較高的部分傳給溫度較低的部分，根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，傳熱的基本方式有熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射三種。
1）熱傳導(dǎo)
熱傳導(dǎo)可以定義為完全接觸的兩個物體之間或一個物體的不同部分之間由于溫度梯度而引起的內(nèi)能的交換。熱量由溫度高的地方流向溫度低的地方。熱傳導(dǎo)遵循傅里葉定律。
2）熱對流
熱對流是指固體的表面與它周圍接觸的流體之間，由于溫差的存在引起的熱量的交換。熱對流可以分為兩類：自然對流和強(qiáng)制對流。熱對流用牛頓冷卻方程來描述。
3）熱輻射
熱輻射是指物體發(fā)射電磁能，并被其他物體吸收轉(zhuǎn)變?yōu)?em>熱的熱量交換過程。物體溫度越高，單位時間輻射的熱量越多。熱傳導(dǎo)和熱對流都需要有傳熱介質(zhì)，而熱輻射無需任何介質(zhì)。實(shí)質(zhì)上，在真空中的熱輻射效率最高。熱輻射可以用斯蒂芬玻爾茲曼方程來描述。
1.穩(wěn)態(tài)熱分析&瞬態(tài)熱分析
Abaqus熱分析（Heat Transfer）基于能量守恒原理的熱平衡方程，用有限元法計算各節(jié)點(diǎn)的溫度，并導(dǎo)出其他熱物理參數(shù)。穩(wěn)態(tài)傳熱（Steady-State）：系統(tǒng)的溫度場不隨時間變化。瞬態(tài)傳熱（Transient）：系統(tǒng)的溫度場隨時間明顯變化。
1.1.穩(wěn)態(tài)傳熱
如果系統(tǒng)的凈熱流率為0，即流入系統(tǒng)的熱量加上系統(tǒng)自身產(chǎn)生的熱量等于流出系統(tǒng)的熱量，則系統(tǒng)處于熱穩(wěn)態(tài)。在穩(wěn)態(tài)熱分析中，任一節(jié)點(diǎn)的溫度不隨時間變化。
展開 Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動分析簡單實(shí)例
1、一個金屬懸臂梁，一端固支，初始溫度20℃，溫度突變到120℃時由于膨脹及邊界約束而產(chǎn)生熱應(yīng)力，進(jìn)而引起振動，這種振動就是熱誘導(dǎo)振動。
2、熱誘導(dǎo)振動分析的成功應(yīng)用不多見，在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡曾因熱誘導(dǎo)振動問題而發(fā)生故障。現(xiàn)在對航天器的分析中，熱誘導(dǎo)振動屬于難點(diǎn)和重點(diǎn)。國內(nèi)曾有人對衛(wèi)星天線做過準(zhǔn)靜態(tài)熱誘導(dǎo)振動分析，也有人對空間站太陽能電池陣的桅桿做過基于模態(tài)的熱誘導(dǎo)振動分析（可能類似Abaqus中的線性攝動分析）。
3、熱應(yīng)力分析與熱誘導(dǎo)振動分析進(jìn)行耦合分析，還有難度，問題是多方面的。下面僅就準(zhǔn)靜態(tài)非耦合的熱誘導(dǎo)振動分析為例，介紹由熱應(yīng)力引起的振動。
4、懸臂梁材料屬性：
Conductity: 300W/(mK)
Density: 3000kg/m3
Elastic: E=3e10Pa, ν=0.3
Expansion: 3e-5 K-1
Specific Heat: 300J/(kgK)
5、分析結(jié)果
6、詳細(xì)步驟
見附件。
Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動分析簡單實(shí)例-kxh.part4.rar
Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動分析簡單實(shí)例-kxh.part1.rar
Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動分析簡單實(shí)例-kxh.part2.rar
Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動分析簡單實(shí)例-kxh.part3.rar
展開 Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動分析簡單實(shí)例
1、一個金屬懸臂梁，一端固支，初始溫度20℃，溫度突變到120℃時由于膨脹及邊界約束而產(chǎn)生熱應(yīng)力，進(jìn)而引起振動，這種振動就是熱誘導(dǎo)振動。
2、熱誘導(dǎo)振動分析的成功應(yīng)用不多見，在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡曾因熱誘導(dǎo)振動問題而發(fā)生故障?，F(xiàn)在對航天器的分析中，熱誘導(dǎo)振動屬于難點(diǎn)和重點(diǎn)。國內(nèi)曾有人對衛(wèi)星天線做過準(zhǔn)靜態(tài)熱誘導(dǎo)振動分析，也有人對空間站太陽能電池陣的桅桿做過基于模態(tài)的熱誘導(dǎo)振動分析（可能類似Abaqus中的線性攝動分析）。
3、熱應(yīng)力分析與熱誘導(dǎo)振動分析進(jìn)行耦合分析，還有難度，問題是多方面的。下面僅就準(zhǔn)靜態(tài)非耦合的熱誘導(dǎo)振動分析為例，介紹由熱應(yīng)力引起的振動。
4、懸臂梁材料屬性：
Conductity: 300W/(mK)
Density: 3000kg/m3
Elastic: E=3e10Pa, ν=0.3
Expansion: 3e-5 K-1
Specific Heat: 300J/(kgK)
詳細(xì)步驟
見附件。
Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動分析簡單實(shí)例-kxh.part4.rar
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直播預(yù)告 | MSC Nastran復(fù)合材料熱分析及熱機(jī)耦合分析
然而，其各向異性特性在高溫環(huán)境（如氣動加熱、發(fā)動機(jī)熱載荷、太空極端溫度循環(huán)）下帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：熱膨脹不協(xié)調(diào)、熱應(yīng)力集中、層間失效風(fēng)險陡增。
傳統(tǒng)分析方法難以精確模擬此類材料復(fù)雜的各向異性熱傳導(dǎo)和非線性熱力耦合行為，往往導(dǎo)致設(shè)計過度保守、試驗(yàn)成本高昂且失效風(fēng)險難以有效控制。因此，如何精準(zhǔn)預(yù)測復(fù)合材料在熱載荷作用下的變形與應(yīng)力分布，成為提升其可靠性的核心難題。
熱傳遞的4個類型
為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，?？怂箍倒I(yè)軟件旗下的有限元結(jié)構(gòu)分析軟件MSC Nastran在復(fù)合材料熱分析及熱-力耦合分析領(lǐng)域表現(xiàn)卓越。MSC Nastran憑借其在熱傳導(dǎo)模擬、熱-力耦合分析、性能失效評估等方面的強(qiáng)大能力，將有效突破復(fù)合材料熱力學(xué)分析的瓶頸，助力提升設(shè)計精度與產(chǎn)品可靠性。
本期直播講堂請到了海克斯康結(jié)構(gòu)仿真軟件應(yīng)用專家李坤鵬，在直播間中講師將重點(diǎn)講解MSC Nastran在復(fù)合材料熱分析及熱機(jī)耦合分析方面的各項(xiàng)功能，并以多個應(yīng)用案例展示其在解決復(fù)合材料熱力學(xué)分析難題的創(chuàng)新之處。敬請關(guān)注！
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8月21日 14:00
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直播內(nèi)容聚焦
? 熱傳導(dǎo)模擬：精準(zhǔn)預(yù)測復(fù)合材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度場分布
? 熱-力耦合分析：高效求解溫度梯度引發(fā)的熱應(yīng)力與熱變形
? 性能與失效評估：識別熱環(huán)境下的潛在高風(fēng)險區(qū)域
李坤鵬
海克斯康結(jié)構(gòu)仿真軟件應(yīng)用專家
精通結(jié)構(gòu)有限元分析，有豐富的工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，參與完成的重大項(xiàng)目包括：飛機(jī)適航強(qiáng)度分析、貨機(jī)改裝強(qiáng)度分析、復(fù)雜電機(jī)傳動產(chǎn)品失效分析與對標(biāo)。
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】
展開 針對某袋除塵器整體進(jìn)行ABAQUS有限元分析，考慮九項(xiàng)載荷工況，分析設(shè)備靜應(yīng)力、熱應(yīng)力、變形及熱膨脹數(shù)值 ￥15
某袋除塵殼體結(jié)構(gòu)選型如下：
箱體板厚5mm
箱體角柱：角鋼L90*56*8
箱體加強(qiáng)筋：角鋼L90*56*6
花板厚6mm
花板下加強(qiáng)筋：橫向?yàn)楸怃?0*6，縱向?yàn)楸怃?00*6
箱體中間支撐管：鋼管Φ60*5
圖1 袋除塵殼體結(jié)構(gòu)示意圖
2、 建立模型
按照殼體結(jié)構(gòu)示意圖建立幾何模型如圖2所示。
圖2 建立幾何模型
三、約束條件及載荷
立柱底部約束如圖3所示。
圖3 立柱底部邊界約束
載荷：
（1）自重（軟件考慮）；
（2） 頂部載荷：檢修載（按400kg/m2）；
（3） 花板處載荷：濾袋、濾籠、濾袋積灰（積灰厚度按5mm）共3.06t；
（4） 灰斗積灰重：滿灰9.6t；
（5） 保溫載荷：按25kg/m2；
（6） 負(fù)壓11000Pa或正壓8000Pa兩種工況分別施加；
（7） 煙道及檢修平臺載荷：上煙道（出氣端）900kg，下煙道（進(jìn)氣端）
400kg，上中下三層檢修平臺檢修載荷均為400×2.85×3.25=3705kg。
注：此項(xiàng)載荷殼體和鋼支架各占一半。
（8） 灰斗卸灰口載荷（方向按照幾何模型坐標(biāo)系）：FX=4700N，F(xiàn)Y=3500N，F(xiàn)Z=-4700N，MX=3690N.m，MY=4800N.m，MZ=5540N.m。
（9） 頂部牛腿處檢修荷載：單個牛腿處載荷為1t，頂板為260×260，轉(zhuǎn)化為面壓添加，面壓為1×10×1000/260/260=0.148N/mm2。
下圖4所示為載荷添加圖示：
（a）負(fù)壓11000Pa （b）正壓8000Pa （c）花板處載荷
展開 管道的熱固耦合計算及管道熱應(yīng)力分析!
圖19 中間平面設(shè)置圖
圖20 速度云圖
圖21 壓力云圖
圖22 溫度云圖
六、穩(wěn)態(tài)熱分析
完成流體計算之后，單擊B4 進(jìn)入穩(wěn)態(tài)熱分析模塊，將流體區(qū)域抑制，并將固體區(qū)域生成網(wǎng)格，生成方法與之前類似。之后右鍵單擊Imported Load—Insert—Temperature 將流體計算的溫度場導(dǎo)入，在固體域溫度的接受面為固體的內(nèi)表面，之前已經(jīng)進(jìn)行定義，直接選用即可，Cfd surface 選用計算的流固界面溫度。右鍵單擊Imported Load，單擊右鍵菜單的ImportedLoad 導(dǎo)入溫度。
右鍵單擊Steady-State Thermal 插入邊界條件，設(shè)置外壁面的對流換熱系數(shù)為10W/m2·℃，環(huán)境溫度為20℃。設(shè)置三個入口的端面溫度與入口流體溫度一致。在solution 中插入溫度和總的熱流量。單擊solve 進(jìn)行求解。
圖23 流場溫度導(dǎo)入
圖24 穩(wěn)態(tài)熱力學(xué)計算結(jié)果
七、變形及熱應(yīng)力分析
雙擊C5 進(jìn)入靜態(tài)結(jié)構(gòu)計算模塊右鍵單擊Imported Load 打開右鍵菜單后單擊ImportedLoad 導(dǎo)入固體域的溫度。右鍵單擊Static Structural—Insert—Fixed Support 給三個入口端面施加固定約束。
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