瞬態(tài)熱傳導(dǎo)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
瞬態(tài)熱傳導(dǎo)的視頻教程
Abaqus Heat Transfer（熱傳導(dǎo)）單元瞬態(tài)分析與熱應(yīng)力分析基礎(chǔ)算例講解
（2）基于熱傳導(dǎo)分析鋼塊溫度場的結(jié)果，采用順序耦合熱應(yīng)力分析方法，得到了鋼塊在循環(huán)變化溫度環(huán)境的應(yīng)力應(yīng)變場，詳細(xì)講述了順序耦合熱應(yīng)力分析的建模過程和輸出結(jié)果。（對應(yīng)第三章節(jié)）
￥60 34分鐘 998播放
查看
OptiStruct熱力分析及其優(yōu)化實(shí)操&答疑專場
OptiStruct熱力分析及其優(yōu)化【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2019-04-18 19:30 適用人群：熱分析工程師及所有對熱力學(xué)感興趣的工程人員、相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生 課程大綱： 熱傳導(dǎo)基礎(chǔ)理論； OptiStruct熱分析基礎(chǔ)； OptiStruct穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)、熱力耦合分析； OptiStruct瞬態(tài)熱傳導(dǎo)、熱力耦合分析； OptiStruct熱接觸分析； OptiStruct熱優(yōu)化
￥10 1小時(shí)10分鐘 1128播放
查看
ABAQUS熱傳導(dǎo)模擬教程（涉及固體傳熱、輻射換熱、對流換熱）
該算例講解了典型熱傳導(dǎo)的模擬，該模擬中考考慮了固體換熱、輻射換熱、對牛換熱等。在該視頻中詳細(xì)講解了從前處理的每一步操作設(shè)置，以及后處理的相關(guān)操作方法，并附帶有相關(guān)的講解。通過該案例，將有助于ABAQUS軟件學(xué)習(xí)者掌握傳熱模擬的基本設(shè)置。
￥5 38分鐘 622播放
查看
瞬態(tài)熱傳導(dǎo)的實(shí)例教程
關(guān)鍵詞：熱源，瞬態(tài)，熱傳導(dǎo)，有限元求解器，三角形單元，自研
在《瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器開發(fā)》一文中，我們介紹了自研的二維瞬態(tài)熱傳導(dǎo)求解器。
當(dāng)時(shí)那個控制方程沒有考慮熱源，邊界條件中只涉及溫度、熱流、對流。然而在很多問題中，熱源才是最關(guān)鍵的邊界條件，比如電發(fā)熱、化學(xué)反應(yīng)生熱。
熱源的處理
熱源是體熱，相對應(yīng)的熱流是面熱。兩者處理方式類似，都是根據(jù)單位熱功率值和幾何尺寸計(jì)算熱功率，然后加到控制方程矩陣的右側(cè)，承擔(dān)類似于結(jié)構(gòu)力學(xué)中的“載荷”的功能。
區(qū)別在于，熱源是作用在體上的，單位是W/m3，熱流是作用在面上，單位是W/m2。具體到編程上，熱源要分配到單元的三個節(jié)點(diǎn)上，熱流要分配到單元某個邊的兩個節(jié)點(diǎn)上。
從求解器編程的角度來說，這些邊界條件的處理方式都是固定和通用的。考驗(yàn)一般出現(xiàn)在實(shí)際工程項(xiàng)目中使用自研求解器的時(shí)候。
在CAE軟件的開發(fā)中，交互端和求解器端永遠(yuǎn)要解決的問題是，如何讓所有單元始終知道：
（1）它是誰？（材料參數(shù)，幾何參數(shù)）；
（2）它在哪？（和其他單元的相對位置）；
（3）它怎么了？（邊界條件）。
以熱源為例，在交互界面上，我們通過視口選擇單元，指定其體熱功率。那么前端數(shù)據(jù)在生成求解器輸入的時(shí)候，就要告知求解器所有單元的編號和其對應(yīng)的體熱功率。
當(dāng)求解器拿到單元編號以后，就需要索引或者計(jì)算其面積，并根據(jù)單元三個節(jié)點(diǎn)編號，將功率加到載荷列陣對應(yīng)的位置。
驗(yàn)證
設(shè)計(jì)案例如下，區(qū)域外部為20℃空氣，對流換熱系數(shù)取5W/(m2K)，時(shí)間總長18000s，每步時(shí)間間隔60s。
自研求解器得到模型中心最終溫度是84.6℃，與商用軟件結(jié)果完全一致。
展開 關(guān)鍵詞：瞬態(tài)，熱傳導(dǎo)，有限元求解器，三角形單元
熱傳遞有三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射。就熱傳導(dǎo)問題而言，無論是結(jié)構(gòu)力學(xué)還是流體力學(xué)都會涉及，兩邊都沒拿它當(dāng)外人。
前面的文章提到過，結(jié)構(gòu)力學(xué)的有限元發(fā)展地非常成熟，大部分的剛度矩陣在文獻(xiàn)里面都推導(dǎo)好了。而流體力學(xué)的很多單元類型的有限元方程，可能需要自行推導(dǎo)完成。在熱傳導(dǎo)問題中，我采用加權(quán)余量法進(jìn)行處理，推導(dǎo)出了符合結(jié)構(gòu)力學(xué)有限元文獻(xiàn)中給出的剛度矩陣，殊途同歸。
實(shí)際上，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)有限元三大控制方程：幾何方程、物理方程、平衡方程。幾何方程描述位移-應(yīng)變關(guān)系，物理方程描述應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，平衡方程描述內(nèi)應(yīng)力-外載荷關(guān)系。傳熱問題從控制方程角度，更偏向流體力學(xué)（能量方程）。但是熱對于結(jié)構(gòu)變形太重要了，因此結(jié)構(gòu)有限元必須要把傳熱問題解決掉。
從結(jié)構(gòu)力學(xué)跨到流體力學(xué)，在有限元方法中，流體力學(xué)控制方程左邊的矩陣都可以用剛度矩陣去看待它。控制方程的右邊的列陣，都可以用載荷的角度去看待，對于第二類邊界條件，則可以分成左側(cè)矩陣的修正+右側(cè)列陣的載荷組合。有些文獻(xiàn)上，用所謂的“內(nèi)部單元方程”、“邊界單元方程”的描述，會增加我們的困惑，可以不必糾結(jié)在此。
控制方程
二維瞬態(tài)熱傳導(dǎo)控制方程如下：
這個方程里面的常數(shù)有密度、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)。
三種邊界條件：
（1） 已知邊界溫度值，屬于第一類邊界條件，它的處理就和結(jié)構(gòu)有限元里面的位移以一樣，可以用置大數(shù)法對方程左邊的矩陣進(jìn)行約束處理。
（2） 已知邊界熱流密度，屬于第二類邊界條件，作為熱源。可以類比到結(jié)構(gòu)有限元里面的均布載荷。
（2） 已知邊界對流換熱系數(shù)和接觸環(huán)境溫度，也屬于第二類邊界條件。這個邊界條件在處理的時(shí)候，需要進(jìn)行拆分，一部分放到左側(cè)單元矩陣，一部分作為右側(cè)的載荷。
展開 3、THESEUS-FE熱傳導(dǎo)計(jì)算
THESEUS-FE使用最為先進(jìn)的有限元技術(shù)進(jìn)行高速穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱傳導(dǎo)分析。THESEUS-FE對于大模型采用稀疏矩陣迭代求解進(jìn)行熱傳導(dǎo)計(jì)算，采用預(yù)測-校正-模擬進(jìn)行高速求解。能夠及進(jìn)行瞬態(tài)問題和穩(wěn)態(tài)問題求解，采用固定和自適應(yīng)的時(shí)間步長。THESEUS-FE具有模擬多層復(fù)合材料殼中的三維熱傳導(dǎo)功能，可直接導(dǎo)入NASTRAN模型進(jìn)行計(jì)算，支持包括殼單元，3D實(shí)體單元和1D鏈接單元、耦合單元在內(nèi)的全部單元類型。它還支持多層復(fù)合材料的殼單元，可輸出厚度方向的溫度剖面，并可實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料殼中的內(nèi)部空氣和真空層。
THESEUS-FE以其優(yōu)越的性能在熱分析領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。THESEUS-FE在有限元理論基礎(chǔ)上求解熱力學(xué)方程，求解速度快，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確。對穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)問題的求解都能滿足，易于收斂。
THESEUS-FE熱傳導(dǎo)計(jì)算.pdf
展開 初始時(shí)銅板溫度為293K，然后突然暴露在一個表面熱通量為300KW/m2的熱傳遞中，分析兩分鐘后的溫度分布。
計(jì)算域：750mm X 300mm
材料屬性：密度為8995.67kg/m3，比熱為381J/kg-K，熱傳導(dǎo)系數(shù)為401W/m-K
邊界條件：一個壁面的熱通量為300KW/m2，右側(cè)壁面為絕熱條件，上下壁面為對稱邊界條件
網(wǎng)格劃分
采用矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為4500
計(jì)算設(shè)置
本次為瞬態(tài)計(jì)算，初始化溫度場為293K。
物質(zhì)屬性
計(jì)算物質(zhì)設(shè)置為銅板，設(shè)置密度和熱傳導(dǎo)系數(shù)
能量模型
激活能量方程
邊界條件
設(shè)置左側(cè)壁面的熱通量
設(shè)置右側(cè)壁面的絕熱條件
初始化
設(shè)置初始溫度
時(shí)間步長
設(shè)置時(shí)間步長為1s
計(jì)算結(jié)果
計(jì)算域溫度場云圖
120s時(shí)溫度分布
計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值對比
左側(cè)壁面和點(diǎn)（0.15,0.15）平均溫度對比圖表
展開 Abaqus具有強(qiáng)大的熱固耦合分析功能，包括：
n
穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)和瞬態(tài)熱傳導(dǎo)分析；
n
順序耦合熱-固分析；；
n
完全耦合熱-固分析；
n
強(qiáng)制對流和輻射分析；
n
熱界面接觸接觸；
n
摩擦生熱等。
可以定義從簡單彈塑性模型到隨溫度變化材料常數(shù)的熱塑性、熱硬化性、高溫蠕變等復(fù)雜材料模型，來模擬金屬、聚合物、復(fù)合材料等電子材料的熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)。
Abaqus焊接應(yīng)用的優(yōu)勢：
針對焊接多物理場過程，Abaqus提供強(qiáng)大的熱-固耦合分析功能，包括：穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)和瞬態(tài)熱傳導(dǎo)分析，順序耦合熱-固分析，完全耦合熱-固分析，強(qiáng)制對流和輻射分析，熱界面接觸，熱-電耦合等。可以定義從簡單彈塑性模型到隨溫度變化材料常數(shù)的熱塑性、熱硬化性、高溫蠕變等復(fù)雜材料模型，來模擬焊接過程中金屬材料熱學(xué)響應(yīng)和力學(xué)響應(yīng)性能。
Abaqus包括51種純熱傳導(dǎo)和熱力耦合單元，83種隱式和顯式完全熱-固耦合單元，覆蓋桿、殼、平面應(yīng)變、平面應(yīng)力、軸對稱和實(shí)體各種 單元類型，包括一階和二階單元，為用戶建模提供極大的方便。
Abaqus在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用案例：
Abaqus廣泛應(yīng)用于焊接的各個方面，可以解決進(jìn)行焊接過程中如下方面問題進(jìn)行分析：
l
焊接過焊接過程中溫度場的計(jì)算；
l
被焊工件應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算；
l
被焊工件變形分析；
l
焊縫疲勞性能分析；
l
焊接接頭殘余應(yīng)力分析；
l
焊接接頭微裂紋分析；
l
焊接接頭氫擴(kuò)散分析。
金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。
基于熱彈塑性的Abaqus有限元法的計(jì)算方法
熔焊：
Abaqus解決方案：選用隱式求解器Abaqus/Standard進(jìn)行順序耦合熱固分析。
展開 
瞬態(tài)熱傳導(dǎo)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
瞬態(tài)熱傳導(dǎo)的最新內(nèi)容
考慮熱源的瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器10小時(shí)前
關(guān)鍵詞：熱源，瞬態(tài)，熱傳導(dǎo)，有限元求解器，三角形單元，自研
在《瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器開發(fā)》一文中，我們介紹了自研的二維瞬態(tài)熱傳導(dǎo)求解器。
當(dāng)時(shí)那個控制方程沒有考慮熱源，邊界條件中只涉及溫度、熱流、對流。然而在很多問題中，熱源才是最關(guān)鍵的邊界條件，比如電發(fā)熱、化學(xué)反應(yīng)生熱。
熱源的處理
熱源是體熱，相對應(yīng)的熱流是面熱。
關(guān)鍵詞：瞬態(tài)，熱傳導(dǎo)，有限元求解器，三角形單元
熱傳遞有三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射。就熱傳導(dǎo)問題而言，無論是結(jié)構(gòu)力學(xué)還是流體力學(xué)都會涉及，兩邊都沒拿它當(dāng)外人。
前面的文章提到過，結(jié)構(gòu)力學(xué)的有限元發(fā)展地非常成熟，大部分的剛度矩陣在文獻(xiàn)里面都推導(dǎo)好了。而流體力學(xué)的很多單元類型的有限元方程，可能需要自行推導(dǎo)完成。
概述
PCB 組件在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量會直接影響其電性能與長期可靠性。過高的溫度或頻繁的溫度波動會引發(fā)材料老化、信號失真，并因材料間熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生熱應(yīng)力，最終導(dǎo)致焊點(diǎn)開裂、器件失效等故障。因此，評估 PCB 可靠性必須進(jìn)行瞬態(tài)熱力耦合分析，即先分析動態(tài)溫度場，再計(jì)算由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
目標(biāo)
通過高保真建模仿真，系統(tǒng)觀察并量化印刷電路板（PCB）上關(guān)鍵元器件在瞬態(tài)熱載荷作用下的力學(xué)響應(yīng)與應(yīng)力表現(xiàn)
在熱澆道系統(tǒng)中，熱澆道金屬壁與模座之間會有些小間隙，間隙中的空氣可在澆道與模座間產(chǎn)生隔熱作用，同時(shí)減少熱澆道經(jīng)由金屬壁造成的熱損。如此一來，熱澆道系統(tǒng)就可以維持高溫狀態(tài)在熱傳導(dǎo)面以外，熱澆道金屬和模座之間不會有任何熱傳遞的現(xiàn)象發(fā)生。然而為了固定位置，熱澆道金屬還是會與模座有些微的接觸，這些連接面仍會導(dǎo)致熱澆道金屬與模座間的熱傳遞。由上述可知，定義熱傳導(dǎo)面的特性將有助于使用者模擬連接面的熱損，進(jìn)而得到更準(zhǔn)確的模擬結(jié)果
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
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)錐形透鏡的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線瞬態(tài)熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)錐形透鏡熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)錐形透鏡熱結(jié)構(gòu)耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 錐形透鏡瞬態(tài)熱應(yīng)力分析
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
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)水瓶的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)水瓶降溫瞬態(tài)熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)水瓶降溫瞬態(tài)熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)水瓶降溫瞬態(tài)熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 水瓶降溫瞬態(tài)熱分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件
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
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)小塊移動的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)小塊移動非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性熱結(jié)構(gòu)耦合動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)小塊移動熱結(jié)構(gòu)耦合動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了
1、 建立模型
建立4m*3m*0.1m的聚氨酯傳熱模型如下：
三維模型
其中：
1、模型整體寬4m，高3m，厚0.47m，其中聚氨酯厚0.1m，煤/封閉墻厚度為4m；
2、聚氨酯內(nèi)部溫度測點(diǎn)位于聚氨酯形心，外表面溫度測點(diǎn)位于外側(cè)面中心；
3、煤/封閉墻的溫度測點(diǎn)位于聚氨酯接觸面中心向己側(cè)0.05m；
4、煤與聚氨酯接觸處增加溫度測點(diǎn)。
2、 網(wǎng)格劃分
如圖所示，只有一層單元溫度有變化，溫度傳遞不到內(nèi)層單元，綠色豎線標(biāo)出來的代表間隙，這個模型是一個一層一層卷起來的螺旋線模型，層與層之間存在間隙。模型材料是鋼，采取的m制，導(dǎo)熱系數(shù)52，密度7850，比熱700，間隙處也設(shè)置了接觸熱阻，有間隙熱傳導(dǎo)。但是溫度傳遞就是只能傳遞一層單元
<div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202411/attachment/4f66857ee0de49c192ced951c589d15f.png" style="text-align: center">
<img
