(稳态)ansys热分析例题1

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1、3.6稳态热分析的实例1－带接管的圆筒罐本例讲述了如何逐步对一个带接管的圆筒罐进行稳态热分析，包括批处理的方式和GUI的方式。3.6.1　问题描述（（恒定的温度，热流率，对流，热流密度，热生成率））　　本例题的主要部分为一个圆筒形罐，其上沿径向有一材料一样的接管（如图4所所示），罐内流动着450°F（232°C）的高温流体，接管内流动着100°F（38°C）的低温流体，两个流体区域由薄壁管隔离。罐的对流换热系数为250Btu/hr-ft2-oF（1420watts/m2-°K），接管的对流换热系数随管壁温度而变，它的热物理性能如表3-13所示。要求计算罐与接管的温度分布。

2、注意：本例只是很多可能的热分析中的一个，并不是所有的热分析都完全按照与本例相同的步骤。材料属性及其周围的环境条件决定了一个分析应该包括哪些步骤。表3-13实例的材料属性温度（TMP）70200300400500oF密度(DENS)0.2850.2850.2850.2850.285lb/in3导热系数()8.358.909.359.810.23Btu/hr-ft-oF比热0.1130.1170.1190.1220.125Btu/lb-oF对流换热系数(CON)426405352275221Btu/hr-ft2-oF图3-3圆柱罐与接管的相接模型（所有单位均为英制）3.6.2

3、　分析方法取四分之一对称模型进行分析。假定罐体足够长，使其端部温度能保持常数华氏450度。（罐模型左二边作为恒热，而右二边作为传热边）同样的假设也用于Y=0的平面上。建模时，先定义两个圆柱体，再进行“overlap”布尔运算。采用映射网格划分（全六面体网格），分网时可能会出现警告信息说有扭曲单元存在，但可以不理会该警告，因为所产生的扭曲单元远离所关心的区域（两个柱体相交处）。由于材料性质与温度相关，该分析需要多个子载荷步（本例用了50个子载荷步），同时，采用了自动时间步长功能。求解完毕后，温度云图和热流密度向量图详细显示了计算结果。3.6.3　菜单操作过程3.6.3.1设

4、置分析标题1、选择“UtilityMenu>File>ChangeTitle”。2、输入“Steady-Stateanalysisofpipejunction”，点击“OK”。3.6.3.2设置单位制在命令提示行输入/UNITS,BIN（该命令无法通过菜单完成）。3.6.3.3定义单元类型1、选择“MainMenu>Preprocesor>ElementType>Add/Edit/Delete”。2、点击Add,打开单元类型库对话框。3、选择ThermalSolid，Brick20node90号单元，点击OK和Close关闭单元选择菜单。3.6.3.4定义材料属性1、选择

5、“MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels”在弹出的材料定义窗口中顺序双击Thermal选项。2、点击Density，弹出一个对话框，在DENS框中输入0.285，材料编号1出现在材料定义窗口的左边。3、在材料定义窗口中顺序双击Conductivity，Isotropic，弹出一个对话框。4、点击AddTemperature按钮四次，增加四列。5、在T1到T5域，分别输入温度值：70，200，300，400，500，选择温度行，用Ctrl-C拷贝温度值。6、在KXX框中，按温度的顺序，序列输入下列值（注意，各KX

6、X值都要除以12，以保证单位制一致）：8.35/12,8.9/12,9.35/12,9.8/12,10.23/12。(为什么除以12)导热系数7、在材料定义窗口中双击SpecificHeat，弹出一个对话框8、点击AddTemperature按钮四次，增加四列9、将鼠标置于T1域，用Ctrl-v粘贴5个温度值10、在C框中，按温度的顺序，序列输入下列值0.113，0.117，0.119，0.122，0.125（比热）11、在材料定义窗口中选择Material>NewModel，建立新材料号212、在材料定义窗口，双击Convection或FilmCoef13、点击AddT

7、emperature按钮四次，增加四列14、将鼠标置于T1域，用Ctrl-v粘贴5个温度值15、在HF（对流换热系数）框中，按温度的顺序，序列输入下列值（注意，各HF值都要除以144，以保证单位制一致）426/144，405/144，352/144，275/144，221/144；16、点击Graph按钮，查看对流换热系数与温度的关系曲线，然后点击OK17、在材料定义窗口中选择Material>Exit退出材料定义窗口18、在工具栏点击SAVE_DB保存数据库。3.6.3.5定义几何模型参数选择“UtilityMenu>Par