最新ANSYS多物理耦合场有限元分析详细步骤操作教学讲义ppt.ppt

最新ANSYS多物理耦合场有限元分析详细步骤操作教学讲义ppt.ppt

ID:62065861

大小:2.36 MB

页数:146页

时间:2021-04-14

最新ANSYS多物理耦合场有限元分析详细步骤操作教学讲义ppt.ppt_第1页
最新ANSYS多物理耦合场有限元分析详细步骤操作教学讲义ppt.ppt_第2页
最新ANSYS多物理耦合场有限元分析详细步骤操作教学讲义ppt.ppt_第3页
最新ANSYS多物理耦合场有限元分析详细步骤操作教学讲义ppt.ppt_第4页
最新ANSYS多物理耦合场有限元分析详细步骤操作教学讲义ppt.ppt_第5页
资源描述:

《最新ANSYS多物理耦合场有限元分析详细步骤操作教学讲义ppt.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、ANSYS多物理耦合场有限元分析详细步骤操作ANSYS多物理耦合场有限元分析结构-热耦合分析流体-固体耦合分析ANSYS中的典型物理量(国际单位制)温度热流量热传导率密度比热对流换热系数热流温度梯度内部热生成DegreesC(orK)WattsWatts/(meter.degreeC)kilogram/(meter3)(Watt.sec)/(kilogram.degreeC)Watt/(meter2.degreeC)Watt/(meter2)degreeC/meterWatt/(meter3)ANSYS热分析热力学第一定律能量守恒要求系统的能量改变与系统边界处传递的热和功数值

2、相等。能量守恒在一个微小的时间增量下可以表示为方程形式将其应用到一个微元体上,就可以得到热传导的控制微分方程。ANSYS热分析单元类型下表显示通常使用的热单元类型。节点自由度是:TEMP。常用的热单元类型材料特性至少需要Kxx—稳态分析热传导系数。如果是瞬态分析,则需要比热(C)。优先设置为“thermal”(热分析),在GUI方式中只显示热材料特性。实常数主要用于壳和线单元。热分析有限元模型ANSYS热分析稳态热传递如果热量流动不随时间变化的话,热传递就称为是稳态的。由于热量流动不随时间变化,系统的温度和热载荷也都不随时间变化。由热力学第一定律,稳态热平衡可以表示为:输入能

3、量—输出能量=0ANSYS热分析稳态热传递控制方程对于稳态热传递,表示热平衡的微分方程为:相应的节点处的有限元平衡方程为:ANSYS热分析热载荷和边界条件的类型温度自由度约束,将确定的温度施加到模型的特定区域。均匀温度可以施加到没有温度约束的所有节点上。可以在稳态或瞬态分析的第一个子步对所有节点施加初始温度而非约束。它也可以在非线性分析中用于估计随温度变化材料特性的初值。热流率是集中节点载荷。正的热流率表示热量流入模型。热流率同样可以施加在关键点上。此载荷通常用于不能施加对流和热通量的情况下。施加该载荷到热传导率相差很大的区域上时应注意。ANSYS热分析热载荷和边界条件的类型

4、对流施加在模型外表面上的面载荷,模拟模型表面与周围流体之间的热量交换。热通量(热流密度)同样是面载荷。当通过面的热流率已知的情况下使用。正的热流密度值表示热量流入模型。热生成率作为体载荷施加,代表体内生成的热,单位是单位体积内的热流率。ANSYS热分析热载荷和边界条件的类型ANSYS热载荷分为四大类:1.DOF约束-指定的DOF(温度)数值2.集中载荷-施加在点上的集中载荷(热流)3.面载荷-在面上的分布载荷(对流、热流密度)4.体载荷-体积或场载荷(热生成)ANSYS热分析热载荷和边界条件注意事项在ANSYS中,没有施加载荷的边界作为完全绝热处理。通过施加绝热边界条件(缺省

5、条件)得到对称边界条件。如果模型某一区域的温度已知,就可以固定为该数值。反作用热流率只在固定了温度自由度时才具有。热载荷和边界条件的类型ANSYS热分析何为瞬态分析?由于受随时间变化的载荷和边界条件,如果需要知道系统随时间的响应,就需要进行瞬态分析。热能存储效应在稳态分析中忽略,在此要考虑进去。时间,在稳态分析中只用于计数,现在有了确定的物理含义。涉及到相变的分析总是瞬态分析。时变载荷时变响应ANSYS热分析除了导热系数(k),还要定义密度(r)和比热(c)。稳态分析和瞬态分析对明显的区别在于加载和求解过程。*MASS71热质量单元比较特殊,它能够存贮热能单不能传导热能。因此

6、,本单元不需要热传导系数。瞬态分析前处理考虑因素ANSYS热分析控制方程回忆线性系统热分析的控制方程矩阵形式。热存储项的计入将静态系统转变为瞬态系统:在瞬态分析中,载荷随时间变化......或,对于非线性瞬态分析,时间和温度:热存储项=(比热矩阵)x(时间对温度的微分)ANSYS热分析选择合理的时间步很重要,它影响求解的精度和收敛性。如果时间步长太小,对于有中间节点的单元会形成不切实际的振荡,造成温度结果不真实。时间步大小建议TtDt如果时间步长太大,就不能得到足够的温度梯度。一种方法是先指定一个相对较保守的初始时间步长,然后使用自动时间步长按需要增加时间步。下面说明使用自动

7、时间步长大致估计初始时间步长的方法。ANSYS热分析在瞬态热分析中大致估计初始时间步长,可以使用Biot和Fourier数。Biot数是无量纲的对流和传导热阻的比率:其中Dx是名义单元宽度,h是平均对流换热系数,K是平均导热系数。Fourier数是无量纲的时间(Dt/t),对于宽度为Dx的单元它量化了热传导与热存储的相对比率:其中r和c是平均的密度和比热。时间步大小说明(续)ANSYS热分析如果Bi<1:可以将Fourier数设为常数并求解Dt来预测时间步长:项a表示热耗散。比较大的a数值表示材料容易导

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。