ANSYS培训教程：热分析-热辐射

《ANSYS培训教程：热分析-热辐射》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、ANSYS培训教程：热分析-热辐射　　什么是热辐射　　辐射是一种通过电磁波传递能量的方式。电磁波以光速传播且无需任何介质。热辐射仅为电磁波谱中的一小段。因为由于热辐射引起的热流与物体表面绝对温度的四次方成正比，因此热辐射分析是高度非线性的。　　分析热辐射问题　　ANSYS提供了三种方法分析热辐射问题：　　用LINK31，辐射线单元，分析两个点或多对点之间的热辐射；　　用表面效应单元SURF19或SURF22，分析点对面的热辐射；　　用AUX12，热辐射矩阵生成器，分析面与面之间的热辐射　　以上三种方法既可用于稳态热分析，也可用于瞬态热分析。　　热辐射分析要注意温度的单位制，因为计算热辐射使

2、用的温度单位是绝对温度。如果在加载时使用的是华氏温度，就要设置460的差值；如果为摄氏温度，差值为273。　　Command:TOFFST　　GUI:MainMenu>Preprocessor>Loads>AnalysisOptions　　GUI:MainMenu>Solution>AnalysisOptions　　使用LINK31—辐射线单元　　LINK31是一个两节点非线性线单元，用于计算由辐射引起的两点之间的热传递。此单元要求输入如下的实常数：　　有效的热辐射面积；　　形状系数　　辐射率　　Stefan-Boltzmann常数　　使用表面效应单元　　表面效应单元可以方便地分析点与面之

3、间的辐射传热。SURF19用于两维模型，SURF22用于三维模型。单元应设置为包含辐射KEYOPT(9)。　　五、使用AUX12—辐射矩阵生成器　　此方法用于计算多个辐射面之间的辐射传热。这种方法生成辐射面之间形状系数矩阵，并将此矩阵作为超单元用于热分析。　　AUX12方法由三个步骤组成：　　定义辐射面　　生成辐射矩阵　　在热分析中使用辐射矩阵　　1、定义辐射面　　(1)、PREP7中建模、划分网格。辐射面往往是3D模型中的面或2D模型中的边，如下图所示：　　(2)、在辐射表面用SHELL57或LINK32划分网格。最好的方法是先选择辐射表面的节点，然后用如下方法创建SHELL57或LIN

4、K32单元：　　Command:ESURF　　GUI:MainMenu>Preprocessor>Create>Elements>OnFreeSurf　　注意：辐射面上的SHELL57或LINK32单元与节点必须与实体单元相吻合，否则计算的结果是不正确的。　　生成的SHELL57或LINK32单元的取向也很重要。AUX12假定辐射的方向是SHELL57的+Z向或LINK32的+Y向。因此在生成SHELL57或LJNK32单元时要注意节点的排列顺序。如图所示：　　、如果所分析的系统是开放的，即一个面所辐射的热能未被模型中其它的面吸收，则必须定义一个空间节点，用于吸收损失的辐射热量。这个节点的

5、位置是任意的。对于封闭的系统，不应定义空间节点。　　2、生成辐射矩阵　　、进入AUX12：　　Command:/AUX12　　GUI:MainMenu>RadiationMatrix　　、选择组成辐射面的节点和单元。比较方便的方法是根据单元类型选择单元，并选择单元上的节点。有关选择目标的技巧，请参阅《ANSYSBasicAnalysisGuide》　　、确定模型是3D还是2D：　　Command:GEOM　　GUI:MainMenu>RadiationMatrix>OtherSetting　　AUX12用不同的算法计算2D或3D模型的形状系数。AUX12默认为3D。2D分为纯平面或轴对称，

6、默认为纯平面。　　定义每个辐射面的辐射率：　　Command:EMIS　　GUI:MainMenu>RadiationMatrix>Emissivities　　、定义Stefan-Boltzmann常数　　Command:STEF　　GUI:MainMenu>RadiationMatrix>OtherSettings　　、确定用什么方式计算形状系数：　　Command:VTYPE　　GUI:MainMenu>RadiationMatrix>WriteMatrix　　选择是隐藏还是非隐藏方法：　　非隐藏方法计算每两个单元之间的形状系数，无论它们之间有无障碍；　　隐藏方法用一种隐藏线算法判断两

7、辐射面之间是否“可见”，如果可见则计算形状系数。　　如为开放系统，定义空间节点：　　Command:SPACE　　GUI:MainMenu>RadiationMatrix>OtherSettings　　计算辐射矩阵并写入文件：　　Command:WRITE　　GUI:MainMenu>RadiationMatrix>WriteMatrix　　如果要打印此矩阵，在执行上述命令之前输入MPRINT，1。　　选择所有的节点和单