Ansys作业瞬态热分析.docx

1、Ansys作业瞬态热分析Ansys作业瞬态热分析问题描述 瞬态热分析实例1 长方形的板，几何参数及其边界条件如图3-6 所示。板的宽度为5cm，其中间有一个半径为1cm 的圆孔。板的初始温度为20，将其右边突然置于温度为20且对流换热系数为100W/M2的流体中，左端置于温度为500的温度场，试计算： （1）第1s 和第50s板内的温度散布情形。 （2）整个板在前50s内的温度转变进程。 （3）圆孔边缘A点处温度随时刻转变曲线。 1.成立有限元模型第一成立瞬态传热分析所需的有限元模型，选择单元。(1) 选择热分析单元，操作如下：GUI：Main Menu Preprocessor Elemen

2、t Type Add/Edit/Delete在弹出的对话框中，单击Add。在单元类型库对话框当选择Plane55单元。单击OK。命令：ET,1,PLANE55(2) 概念材料属性第一进入Define Material Model Behavior对话框，操作如下：GUI：Main Menu Preprocessor Material Props 下面概念瞬态热分析所需的材料参数，如热传导率、比热容及材料密度：概念热传导 GUI：Main Menu Preprocessor Material Props Thermal Conductivity Isotropic在弹出的概念材料热传导率对话框中

3、的KXX 栏键入“5”。命令：MPDATA,KXX,1,5概念比热容GUI：Main Menu Preprocessor Material Props Thermal Specific Heat在弹出的概念比热容对话框中的C栏键入“200”。命令：MPDATA,C,1,200 概念密度 GUI：Main Menu Preprocessor Material Props Thermal Density在弹出密度概念对话框中的DENS栏键入“5000”。命令：MPDATA,DENS,1,5000 材料属性概念完毕.(3)成立实体模型k依照本例所用模型，第一需要创建矩形，然后是圆，最后在矩形板中央减

4、去（Substract）圆。下面介绍成立实体模型的操作：k 创建矩形 命令：RECTNG,0,0,创建圆面k其操作如下：kGUI：Main Menu Preprocessor Modeling Create Circle By dimensionsk在弹出对话框中，单击OK取得圆面。k命令：CYL4, , , 相减k依照ANSYS建模进程中面序号赋值原理，直接能够确信圆面序号为2，矩形序号为1，因此采纳直接键入命令建实体模型：k命令：asba,1,2图1 实体模型(4) 设定网格尺寸并划分网格图2 有限元模型2.施加载荷并求解(1)选择分析类型kGUI：Main Menu Preprocess

5、or Loads Analysis Type New Analysisk选择Transient 分析，单击OK。在弹出的子对话框中单击OK。(2)概念初始条件k板的初始温度为20，设置初始温度操作如下：kGUI：Main Menu Solution Define Loads Apply Initial Conditn Definek在弹出的拾取对话框中，单击Pick All。弹出Define Initial Conditions对话框， k命令：IC,All,TEMP,20,(3)概念热约束概念对流边界kGUI：Utility Menu Plot linesk命令：LPLOTk概念对流载荷/边

6、界第一进入Apply Conv on lines 对话框，操作如下：kGUI：Main Menu Solution Define Loads Apply Thermal Convection On Linesk在弹出对话框中，键入Film coefficient和Bulk Temperature值。k命令：SFL,L2,CONV,100, ,20, k概念稳态热边界k在边线上概念稳态热边界，操作如下：kGUI：Main Menu Solution Define Loads Apply Thermal Temperature On Linesk在弹出对话框中，键入边界温度为“500”。单击OK。

7、k命令：DL,L4, ,TEMP,500,1图3施加边界条件和载荷(4)设置时刻及时刻步进参数kGUI：Main Menu Solution Load Step Opts Time/Frequenc Time time steps k在Time and time Step Optios对话框中依照以下图 设置，其余选项不变。kTIME,50kAUTOTS,1kDELTIM,1,1kKBC,0k下面确认时刻积分选项打开。操作如下：kGUI：Main Menu Solution Load Step Opts Time/Frequenc Time Integrationk维持默许设置，单击OK。k命

8、令：TIMINT,1kTINTP, , ,-1,-1(5)设置输出操纵kGUI：Main Menu Solution Load Step Opts Output Ctrls DB/Results Filek在File Write Frequency栏选项 Every Substep。k命令：OUTRES,ALL,ALL,(6)求解kGUI：Main Menu Solution Solve Current LS.k命令：Solve3.查看分析结果（1）POST1后处置，显示第1s和和第50s时温度场。图4显示第1s时的温度场重复上述操作，读入第50s时结果并显示温度场。以下图所示为第50s温度场

9、。图5显示第50s时的温度场(2)POST26 后处置需要查看A点随时刻转变的温度场，第一必需概念A点温度变量，然后才能显示A点处。概念A点温度变量显示A 点温度随时刻转变曲线，单击“GRAPH VARIABLE 按钮，取得A 点温度随时刻转变曲线。图6 A点温度-时刻转变曲线4.命令流文件!进入前处置/prep7/COM,Thermal Et,1,plane55Mp,dens,1,5000Mp,kxx,1,5Mp,c,1,200Save!创建几何模型Rectng,0,0,CYL4,Asba,1,2Save!划分网格SMRT,3Amesh,ALLSave!进入加载求解/soluAntype,t

10、rans TRNOT,FULLLUMPM,0Ic,all,temp,20 SaveLplotSFL,2,conv,100,20 DL,4,TEMP,500,0Time,50 Kbc,0 Autots,on Deltim,1,1 Timint,on TINTP,-1,-1Outres,all,all SolveFINISH /POST1 !* /EFACET,1 PLNSOL, TEMP, 0瞬态传热分析实例21.问题描述： 一个直径为，温度为900摄氏度的钢球突然放入盛满了水的，完全绝热的横截面直径和孤傲度均为的圆柱体水箱中，水的温度为20，材料参数如下图，求解10分钟后钢球与水的温度场散布（

11、钢球置于水箱正中央）。2. 问题分析 属于刹时热传导问题，研究对象为钢球和水，依照轴对称性，在求解进程中取钢球和水中心纵截面的1/4成立几何模型，选择PLANE55轴对称单元进行分析。3.成立模型 (1)添加题目k添加题目，操作如下GUI：Utility Menu File Change Titlek在弹出的Referenc for GUI Filtering对话框中，选择 Thermal。单击OK。(2) 选择单元k在单元类型库对话框当选择Plane55单元。单击OK。k在Element behavior K3下拉框当选择Axisymmetric 选项，其余默许。(3)概念材料属性1概念热传

12、导率 在弹出的概念材料热传导率对话框中的KXX 栏键入“70”。概念比热容 在弹出的概念比热容对话框中的C栏键入“448”概念密度 在弹出密度概念对话框中的DENS栏键入“7800”。(4)概念材料属性2概念热传导率 在弹出的概念材料热传导率对话框中的KXX 栏键入“”。概念比热容 在弹出的概念比热容对话框中的C栏键入“4185”概念密度 在弹出密度概念对话框中的DENS栏键入“1000”.(5)成立实体模型图7平面实体模型4.设定网格尺寸并划分网格图8有限元模型5加载及求解 求解之前第一要选择分析类型，然后概念边界条件及其载荷步选项，最后计算。第一选择分析类型。图9求解后显示图6.查看求解结

13、果在POST1后处置器中查看结果图10整体温度场等值线图图11水的温度场等值线图图12球体温度场等值线图图13球心温度随时刻的转变关系图7.命令流文件/Title,Transient slab ProblemKEYW, PR_THERM, !指定分析类型为热分析/prep7ET,1,Plane55KEYOPT,1,3,1MP,KXX,1,70MP,DENS,1,7800MP,C,1,448MP,KXX,2,MP,DENS,2,1000MP,C,2,4185RECTANG,0,O,PCIRC,0,0,90AOVERLAP,ALLNUMCMP,AREANUMCMP,LINE/TITLE,GEOME

14、TRIC MODELAPLOTMSHAPE,0,2DMSHKEY,1LPLOT/PNUM,LINE,1/PNUM,AREA,1/REPLOTLSEL,S,LINE,4,5LESIZE,ALL,30,LSEL,S,LINE,6,7 !选择线段6，7LESIZE,ALL,32, !设置单元数量LSEL,S,LINE,3 !选择线段3LESIZE,ALL,30 !设置单元数量ALLSELLCCAT,2,1 !将线段12联接在一路MAT,1 !选择材料参考号1AMESH,1 !对面1进行网格划分MAT,2 !选择材料参考号1AMESH,2 !对面1进行网格划分/TITLE, ELEMENTS IN MODELEPLOTFINISH/SOLUANTYPE,TRANSTIMINT,OFFTIME,DELTIM,ESEL,S,MAT,1NSLE,SD,ALL,TEMP,900ESEL,S,MAT,2NSLE,SD,ALL,TEMP,20ALLSELSOLVETIMINT,ONTIME,600DELTIM,26,2,200AUTOS,ONDDELE,ALL,TEMPOUTRES,ALLSOLVEFINISH