ansya帮助文档.docx
《ansya帮助文档.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ansya帮助文档.docx（84页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
ansya帮助文档
篇目
1。
分析热现象
1.1。
ANSYS如何对待热建模
1.1.1对流
1.1.2。
辐射
1.1.3。
特技
1.1.4。
远场元素
1.2。
热分析的类型
1.3。
耦合场分析
1.4。
关于GUI路径和命令语法
2。
稳态热分析
2.1。
可用的元素热分析
2.2。
在热分析中使用的命令
2.3。
在热分析中的任务
2.4。
构建模型
2.4.1。
使用表面效应单元
2.4.2。
建立几何模型
2.5。
施加载荷和获取解决方案
2.5.1。
定义分析类型
2.5.2施加载荷
2.5.3。
使用表和功能边界条件
2.5.4。
指定载荷步选项
2.5.5。
“常规选项”
2.5.6。
非线性选项
2.5.7。
输出控制
2.5.8。
定义分析选项
2.5.9。
保存模型
2.5.10。
求解的模型
2.6。
查看分析结果
2.6.1。
主数据
2.6.2导出数据
2.6.3。
读取结果
2.6.4。
查看结果
2.7。
例如一个稳态热分析（命令或批处理方法）
2.7.1。
该实施例描述的
2.7.2。
分析方法
2.7.3。
模型的建立和求解命令
2.8。
执行稳态热分析（GUI方法）
2.9。
使用表格边界条件执行热分析
2.9.1。
通过命令运行示例问题
2.9.2。
交互地运行示例问题
2.10。
在哪里能找到其他例子热分析
3。
瞬态热分析
3.1。
瞬态热分析中使用的元素和命令
3.2。
在瞬态热分析的任务
3.3。
构建模型
3.4。
施加载荷和获取解决方案
3.4.1。
定义分析类型
3.4.2。
您的分析建立初始条件
3.4.3。
指定载荷步选项
3.4.4。
非线性选项
3.4.5。
输出控制
3.5。
保存模型
3.5.1。
求解的模型
3.6。
查看分析结果
3.6.1。
如何审查结果
3.6.2。
通用后处理器查看结果
3.6.3。
检查结果与时间历程后处理器
3.7。
审查结果以图形或表格
3.7.1。
回顾轮廓显示
3.7.2。
回顾矢量显示
3.7.3。
回顾表人数
3.8。
相变
3.9。
瞬态热分析实例
3.9.1。
该实施例描述的
3.9.2。
例如材料属性值
3.9.3。
瞬态热分析的实例（GUI方法）
3.9.4。
模型的建立和求解命令
3.10。
在哪里能找到其他例子瞬态热分析
4。
辐射
4.1。
分析辐射问题
4.2。
定义
4.3。
使用LINK31，辐射链接元素
4.4。
面和点之间的辐射建模
4.5。
使用AUX12辐射矩阵法
4.5.1。
程序
4.5.2。
建议使用空间节点
4.5.3。
AUX12辐射矩阵法的一般准则
4.6。
使用Radiosity求解器方法
4.6.1。
程序
4.6.2。
静态分析的其他选项
4.7。
高级光能传递选项
4.8。
例如，一个2-D的辐射分析使用光能传递方法（命令方法）
4.8.1。
该实施例描述的
4.8.2。
模型的建立和求解命令
4.9。
示例分析使用光能传递方法抽取和对称性（命令方法的2-D辐射）
4.9.1。
该实施例描述的
4.9.2。
模型的建立和求解命令
________________________________________
发布13.0-©2010SASIP，公司保留所有权利。
第1章：
分析热现象
的热分析计算一个系统或部件的温度分布及相关的热量。
典型的热量的是：
•温度分布
的量的热损失，或获得
•热梯度
•热通量。
热模拟许多工程应用的设计中发挥重要的作用，包括内燃机，涡轮机，热交换器，管道系统，和电子元件。
在许多情况下，工程师应力分析遵循的热分析来计算热应力（即，由热膨胀或收缩引起的应力作用）。
热分析主题可供选择：
•如何ANSYS治疗热建模
•类型的热分析
•耦合场分析
•关于GUI路径和命令语法
________________________________________
1.1。
，ANSYS治疗热建模
只有ANSYSMultiphysics时，ANSYS机械，ANSYS专业，并ANSYS的FLOTRAN计划支持热分析。
ANSYS热分析的基础是热平衡方程，能量守恒的原则，从获得的。
（有关详细信息，请参阅APDL和机械的机械应用的理论参考。
）执行通过ANSYS有限元求解计算节点温度，然后使用节点的温度，才能获得其他热量。
ANSYS程序处理所有三个主要的传热方式：
传导，对流和辐射。
1.1.1。
对流
您可以指定对流进行实体单元或壳单元表面上的负载。
您可以指定对流膜系数和堆积的表面处的流体温度;ANSYS然后计算横跨该表面的适当的传热。
如果膜系数取决于温度，可以指定一个表的温度随着膜系数在各温度下的相应值。
利用有限元模型进行的酒吧元素（不容许的对流表面负荷），或其中大部分流体温度在事先不知道的情况下，ANSYS提供了对流元素命名为LINK34。
此外，可以使用FLOTRANCFD元素模拟细节的对流过程，如在两个流体和固体区域的流体速度，膜系数和热通量的局部值，和温度分布的。
1.1.2。
辐射
ANSYS可以解决辐射问题，这是非线性的，在四个方面：
•通过使用辐射link元素，LINK31
•通过使用表面效应单元的辐射选项（在2-D建模SURF151或SURF1523-D建模）
•通过产生辐射矩阵AUX12和使用它作为一个超单元中的热分析。
•使用Radiosity求解器方法。
有关这些方法的详细信息，请参阅“辐射”。
1.1.3。
特技
除了传热的三个模式中，可以占等特殊效果的相位变化（熔化或冻结）和内部产生的热量（由于焦耳热，例如）。
例如，您可以使用热质量元素MASS71的指定随温度变化的热产生率。
1.1.4。
远场元素
远场元素让你模拟远场衰减的影响，而不必指定在外部的模型假定的边界条件。
一个单一的层使用的元素来表示的外部半无限程度的子域。
有关详细信息，请参阅的远场的低频电磁场分析指南中的元素。
1.2。
类型的热分析
ANSYS支持两种类型的热分析：
1。
稳定状态下的负载条件下的稳态热分析确定的温度分布及其它热数量。
一个稳态负载条件下是可以忽略不计的情况下过了一段时间储热效果不同。
2。
瞬态热分析，确定不同的条件，经过一段时间的温度分布及其它热数量。
1.3。
耦合场分析
某些类型的耦合场分析，如热结构和磁热分析，可以表示加上其他现象的热效应。
可以使用一个耦合场分析矩阵耦合的ANSYS单元，或连续负载向量之间的耦合现象，每个独立的模拟。
耦合场分析的更多信息，请参阅耦合场分析指南。
1.4。
关于GUI路径和命令语法
在本文档中，你会看到ANSYS命令及其等效的GUI路径。
这些参考使用，只有命令名，因为你并不总是需要指定所有的命令的参数，和特定组合的命令行参数执行不同的功能。
ANSYS命令的完整语法描述，请参阅命令参考。
图中所示的GUI路径是尽可能完整的。
在许多情况下，选择如图所示的GUI路径将执行你想要的功能。
在其他情况下，选择本文件中提供的GUI路径带你到菜单或对话框，从那里，你必须选择正在执行的具体任务适当的附加选项。
对于本指南中描述的所有类型的分析，指定你需要的材料将模拟使用一个直观的材料模型接口。
该接口采用了分层树结构材料类别，其目的是帮助您选择合适的模型分析。
请参阅材料模型界面上的材料模型界面的详细信息，基本分析指南。
第2章：
稳态热分析
ANSYSMultiphysics的ANSYS机械，ANSYSFLOTRAN，ANSYS专业产品支持稳态热分析。
一个稳定状态的热分析计算系统或组件的稳定热负荷的影响。
工程师/分析师经常进行瞬态热分析之前进行稳态分析，帮助建立初始条件。
一个稳定状态的分析也可以进行瞬态热分析，毕竟是短暂的影响已经减少的最后一步。
您可以使用稳态热分析，以确定在一个对象中，不随时间而变化的热负荷所导致的温度，热梯度，热流率，和热通量。
这样的负载包括以下内容：
•对流
•辐射
•热流率
•热通量（每单位面积的热流量）
•热率（每单位体积的热流量）
•恒温边界
一个稳定状态的热分析可能是线性的，恒定的材料特性或非线性的，与材料的特性取决于温度。
大多数材料的热性能随温度而变化的，因此分析通常是非线性的。
包括辐射效应也使得非线性分析。
有以下稳态热分析的主题是：
•可用的元素热分析
•在热分析中使用的命令
•在热分析中的任务
•建筑模型
•应用载荷和获取解决方案
•查看分析结果
•稳态热分析的实例（命令或批处理方法）
•执行稳态热分析（GUI方法）
•执行热分析使用表格边界条件
•在哪里能找到其他例子热分析
________________________________________
2.1。
可用的元素热分析
ANSYS和ANSYS专业计划包括约40个元素（如下所述），以帮助您进行稳态热分析。
对于元素的详细信息，请参阅元素参考手册组织元素描述数字顺序。
元素名称以大写形式显示。
所有元素适用于稳态和瞬态热分析。
SOLID70也可以弥补大众运输热流从等速场。
表2.12-D实体元素
元素梦诗。
形状或特性自由度
PLANE352-D三角形，6节点温度（在每个节点）
PLANE55的2-D四边形，4个节点的温度（在每个节点）
PLANE752-D谐波，4个节点的温度（在每个节点）
PLANE77的2-D四边形，8节点的温度（在每个节点）
PLANE782-D谐波，8节点的温度（在每个节点）
表2.23-D实体元素
元素梦诗。
形状或特性自由度
SOLID703-D砖，8个节点的温度（在每个节点上）
SOLID873-D四面体，10节点的温度（在每个节点）
SOLID903-D砖，20个节点的温度（在每个节点上）
3-DSOLID278砖，8个节点的温度（在每个节点上）
3-DSOLID279砖，20个节点的温度（在每个节点上）
表2.3辐射链接元素
元素梦诗。
形状或特性自由度
LINK312-D或3-D线，2个节点的温度（在每个节点）
表2.4导电棒元素
元素梦诗。
形状或特性自由度
LINK333-D线，2个节点的温度（在每个节点）
表2.5对流链接元素
元素梦诗。
形状或特性自由度
LINK343-D线，2个节点的温度（在每个节点）
表2.6壳单元
元素梦诗。
形状或特性自由度
SHELL131的3-D四边形，4个节点的多温度（在每个节点）
SHELL1323-D四边形，8节点的多温度下（在每个节点）
表2.7耦合场元素
元素梦诗。
形状或特性自由度
PLANE132-D热结构，4个节点的温度，结构位移，电势，磁矢势
FLUID1163-D热流体，2节点或4节点温度，压力
3-DSOLID5热结构和热-电，8个节点的温度，结构位移，电势，磁标势
SOLID983-D热结构和热-电，10节点温度，结构位移，电势，磁矢势
LINK683-D热-电，2节点的温度，电势
SHELL1573-D热-电，4个节点的温度，电势
TARGE1692-D目标段元件温度，结构位移，电势
TARGE1703-D目标段元件温度，结构位移，电势
CONTA1712-D表面到表面的接触单元，2节点温度，结构位移，电势
CONTA172的2-D表面到表面的接触元件，3个节点的温度，结构位移，电势
CONTA1733-D表面到表面的接触单元，4个节点的温度，结构位移，电势
CONTA1743-D表面到表面的接触单元，8节点温度，结构位移，电势
CONTA175的节点到2-D/3-D表面接触单元，1个节点温度，结构位移，电势
PLANE2232-D热结构，热，电，结构热电，热压电，8节点温度，结构位移，电势
SOLID2263-D结构的热，热，电，结构热电，热压电，20个节点的温度，结构位移，电势
SOLID2273-D热结构，热，电，结构热电，热压电，10节点温度，结构位移，电势
表2.8特色元素
元素梦诗。
形状或特性自由度
MASS711-D2-D或3-D的质量一节点温度
COMBIN371-D控制元件，4个节点的温度，结构位移，旋转，压力
SURF1512-D表面效应元件，2个节点到4个节点的温度
SURF1523-D表面效应元件，4个节点，9个节点的温度
MATRIX50[1]矩阵或辐射矩阵元素，没有固定的几何形状[1]
INFIN9[2]的2-D无限边界，2个节点的温度，磁矢势
INFIN47[2]3-D无限边界，4个节点的温度，磁矢势
INFIN110[2]的2-D无限的边界，4个或8个节点的温度，磁矢势，电势
INFIN111[2]3-D无限边界，8个或20个节点温度，磁标势，磁矢势，电势
COMBIN141-D2-D或3-D组合元件，2个节点的温度，结构位移，旋转，压力
COMBIN391-D组合元素，2个节点的温度，结构位移，旋转，压力
COMBIN401-D组合元素，2个节点的温度，结构位移，旋转，压力
1。
超单元中包含的元素类型确定。
2。
对于远场衰减的影响建模的信息，请参阅低频电磁场分析指南的远场中的元素。
________________________________________
2.2。
在热分析中使用的命令
一个稳态热分析（命令或批处理方法）和执行稳态热分析（GUI法）告诉你如何执行例如通过命令，并通过图形用户界面，分别稳态热分析的例子。
有关详细的ANSYS命令，按字母顺序排列的描述，请参见命令参考。
________________________________________
2.3。
在热分析中的任务
进行热分析的过程涉及三个主要任务：
•建立模型。
•应用负载和获得解决。
•检查结果。
接下来的几个主题讨论，你必须做什么，才能执行这些步骤。
首先，文本提出的任务需要完成每个步骤的一般性描述。
下面是一个例子，实际管交界处的稳态热分析的基础上。
的例子引导你通过做分析，从ANSYS的GUI菜单中选择项目，然后向您介绍如何使用ANSYS命令执行相同的分析。
________________________________________
2.4。
构建模型
要建立模型，你指定作业名和标题为您分析。
然后，您可以使用ANSYS前处理器（PREP7），以定义的元素类型，单元实常数，材料属性和几何模型。
（这些任务是最常见的分析建模和分网指南中详细解释。
）
热分析，你还需要保持以下几点：
•要指定元素类型，可以使用以下任一：
指令（S）：
ET
图形用户界面：
主菜单>预处理>元素类型>“添加/编辑/删除
•要定义固定材料的性能，使用下列之一：
指令（S）：
MP
图形用户界面：
主菜单>预处理>材料道具>材料模型>热
•材料特性可以是输入数值或一些元素如表输入。
表格材料性能计算第一次迭代（即，使用前的初始值[IC]）。
见MP命令的更多信息，哪些元素可以使用表格材料属性。
•要定义随温度变化的特性，你首先需要定义一个表的温度。
然后，定义相应的材料属性值。
的温度来定义表，使用以下任一：
指令（S）：
MPTEMP或
MPTGEN，定义相应的材料特性值，使用
MPDATA。
图形用户界面：
主菜单>预处理>材料道具>材料模型>热
使用相同的GUI菜单选择或相同的命令来定义温度依赖性膜系数（HF）对流。
________________________________________
注意：
如果指定温度依赖性膜系数（HF）在多项式的形式，你应该指定温度表之前定义的其他材料具有恒定的特性。
2.4.1。
使用表面效应单元
您可以使用表面效应单元（SURF151，SURF152）申请传热对流/辐射效应有限元网格。
表面效应单元也可以让您FLUID116单元产生膜系数和散装温度和辐射建模到一个点。
您还可以将外部负载（如CFX）利用ANSYS这些元素。
使用表面效应单元的准则如下：
1。
创建和网格热区如上所述。
2。
使用ESURF生成SURF151或SURF152单元的表面上的有限元网格的。
SHELL131和SHELL132车型的，你必须使用SURF152。
设置KEYOPT（11）=1的顶部层和底部层KEYOPT（11）=2。
FLUID116模型的SURF151和SURF152要素，可以使用一个额外的节点选项（KEYOPT（5）=1，KEYOPT（6）=0），得到大部分的温度从FLUID116元素（KEYOPT
（2）=1）。
SURF151和SURF152单元也可以被用来定义一个对流表面上的膜的有效性。
电影效果的更多信息，请参阅APDL机械和机械应用的传导和对流理论参考。
的SURF151和SURF152要素的可以获得更高的精度，从FLUID116单元（KEYOPT
（2）=1），使用两个额外的节点的选项（KEYOPT（5）=2，KEYOPT（6）=0）来获得大容量的温度。
两个额外的节点，您必须设置KEYOPT（5）0之前发出ESURF命令。
你发出后ESURF，设置KEYOPT（5）2，发行的MSTOLE命令添加两个额外的节点SURF151或SURF152单元的。
以下方法是可用将FLUID116节点映射到SURF151或SURF152与MSTOLE元素。
•最小的质心距离的方法：
FLUID116和SURF151或SURF152单元的质心被确定并FLUID116元素的每个节点映射到SURF151或SURF152元素，该元素具有最小的质心距离。
最小的质心距离的方法将一直工作，但它可能无法得到最准确的结果。
图2.1最低重心距离法
•投影方法：
FLUID116元素的节点的被映射到一个SURF151或SURF152元件的的SURF151或SURF152元件的FLUID116元素的质心，如果投影FLUID116元素垂直相交。
A错误消息发出后，如果一SURF151或SURF152元的投影不相交任何FLUID116元素垂直。
图2.2投影方法
•混合方法的混合方法的投影和最小的质心距离方法的组合。
在该方法中，在投影方法是第一次尝试。
如果推算的方法不能正确映射下，将开关的最小的质心距离方法。
每个元素的基础上完成任何必要的切换。
FLUID116元素的长度变化显着，在下面的两个图所示，推算的方法是比最小的质心距离的方法更好。
的最小的质心距离的方法将映射较短FLUID116元素的节点SURF151或SURF152元件的，但推算的方法，将映射FLUID116元素较长的节点SURF151或SURF152元件的。
图2.3变FLUID116元素长度-最小质心距离法，
图2.4不同FLUID116元素长度-投影法
投影方法将没有映射任何FLUID116节点，SURF151或SURF152元素，如下图中圈。
然而，混合方法将工作，因为一个开关，将在第二通到最小的质心距离的方法。
图2.5投影方法失败某些元素
3。
解决了分析。
例如问题使用FLUID116模型SURF152，见VM271验证的气冷涡轮叶片技术示范指南手册和热应力分析。
使用表面效应单元模型辐射到一个点的详细信息，请参阅建模面和点之间的辐射。
ANSYSCFX的外部负荷转移的信息，请参阅ANSYSCFX邮政的帮助，或耦合场分析指南。
2.4.2。
建立几何模型
没有一个单一的建筑模型几何过程，你必须执行的任务来创建它差别很大，取决于你想模型结构的大小和形状。
因此，在接下来的几个段落的任务通常需要建立模型几何只提供一个通用的概述。
如需更详细的信息模型和网格的程序和技术，建模和分网指南。
创建几何体的第一步是建立一个坚实的项目分析模型。
您可以使用预定义的几何形状，如圆形和矩形（即在ANSYS原语），或为您的模型，您可以手动定义节点和单元。
在2-D的原语被称为区，和3-D的原语被称为卷。
型号尺寸是根据在全球坐标系。
默认情况下，全球的坐标系是笛卡尔，X，Y，Z轴，但是，如果你愿意，你可以选择不同的坐标系。
模型还采用了工作平面-一个可移动的基准平面用于定位和定向实体建模。
您可以打开工作平面网格作为一个“绘图板”，为您的模型。
你可以配合在一起，或造型，通过布尔运算创建实体建模，例如，你可以添加两个领域，共同创造一个新的，单一的区域，包括所有的部分与原有的区域。
同样的，你也可以与第二区域覆盖面积，然后减去第二个区域从第一，这样做创建一个新的，单一区域，从区域1区2的重叠部分。
一旦你完成建立实体模型，您可以使用网格化“补”模型的节点和单元。
关于啮合欲了解更多信息，请参见建模和分网指南“。
________________________________________
2.5。
施加载荷和获取解决方案
你必须定义分析类型和选项，加载到模型中，指定载荷步选项，并启动了有限元求解。
2.5.1。
定义分析类型
分析在这个阶段，你必须首先定义分析类型：
•在GUI中，选择菜单路径主菜单解决方案>分析类型>分析>稳态（静态）。
如果这是一个新的分析，发出命令ANTYPE，STATIC，新的。
•如果你想重新启动先前的分析（例如，指定额外的负载），发出命令ANTYPE，STATIC，REST。
您可以重新分析如果文件Jobname.ESAV文件和Jobname.DB中的从以前的运行。
如果您之前运行解决VT加速器（STAOPT，VT）的，你也将需要文件Jobname.RSX。
你也可以做一个多帧重新启动。
2.5.2施加载荷
您可以在实体模型（关键点，线，面）或有限元模型（节点和单元）施加载荷。
您可以指定使用传统的方法到相应的实体单独应用单一负载的负载，或者你可以申请表格边界条件（请参阅基本分析指南中使用的表类型数组参数施加载荷）或函数的边界条件复杂的边界条件（请参阅“使用功能工具”）。
您可以指定五种类型的热负荷：
2.5.2.1。
恒定温度（TEMP）
这些自由度约束通常被指定在模型边界施加一个已知的，固定的温度。
对于SHELL131SHELL132元素，与KEYOPT（3）=0或1，使用的标签TBOT，TE2，TE3。
。
TTOP定义自由度约束时，而不是温度。
2.5.2.2。
热流量（热）
这些都集中节点的负载。
他们主要集中在线路元模型（导电棒，对流链接等），你不能指定对流和热通量。
热流率的正值表示热流入的节点（即，元素获得热量）。
如果TEMP和热被指定在一个节点上，温度约束为准。
对于SHELL131SHELL132元素，与KEYOPT（3）=0或1，使用标签的高压氧治疗，HE2，HE3。
。
HTOP而不是热定义节点负载时。
________________________________________
注：
如果您使用固体元素节点热流率，你应该细化网格点周围，在那里你将作为负载的热流量，特别是如果包含的节点的元素应用其中负载有广泛的热传导率不同。
否则，你可能会得到一个非物理的温度范围。
只要有可能，使用使用产生的热量负载率或热流率负荷的替代选项。
这些选项更精确，即使是合理的粗网格。
2.5.2.3。
对流（CONV）
对流热损失（或获得）周围的流体介质，适用于外表面模型的表面负荷。
它们仅适用于固体和炮弹。
线元模型，你可以通过指定对流对流链接元素（LINK34）。
您可以使用表面效应单元（SURF151，SURF152）分析传热对流/辐射效应。
表面效应单元可以生成膜系数计算和散装温度FLUID116单元和模拟辐射到一个点。
您还可以将外部负载（如CFX）利用ANSYS这些元素。
2.5.2.4。
热通量（HFLUX）
热通量面载荷。
使用它们时的
升级会员 