(瞬态)ansys热分析例题2

问题描述：一个30公斤重、温度为70的铜块,以及一个20公斤重、温度为80的铁块，突然放入温度为20、盛满了300升水的、完全绝热的水箱中,如图所示。过了一个小时，求铜块与铁块的最高温度(假设忽略水的流动)。材料热物理性能如下：热性能单位制铜 铁 水导热系数W/m 383 37 0.61密度Kg/m 8889 7833 996比热J/kg 390 448 4185菜单操作过程：一、设置分析标题1、选择“Utility MenuFileChange Jobname”，输入文件名Transient1。2、选择“Utility MenuFileChange Title” 输入Thermal Transient Exercise 1。二、定义单元类型1、选择“Main MenuPreprocessor”，进入前处理。2、选择“Main MenuPreprocesorElement TypeAdd/Edit/Delete”。选择热平面单元plane77。三、定义材料属性1、选择“Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models”，在弹出的材料定义窗口中顺序双击Thermal选项。2、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入383；点击Density，在DENS框中输入8898；点击Specific Heat，在C框中输入390。3、在材料定义窗口中选择MaterialNew Model，定义第二种材料。4、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入70；点击Density，在DENS框中输入7833；点击Specific Heat，在C框中输入448。5、在材料定义窗口中选择MaterialNew Model，定义第三种材料。6、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入.61；点击Density，在DENS框中输入996；点击Specific Heat，在C框中输入4185。四、创建几何模型1、选择“Main MenuPreprocessor-Modeling-Create-Areas-RetangleBy Dimensions”，输入X1=0, Y1=0, X2=0.6, Y2=0.5, 点击Apply；输入X1=0.15, Y1=0.225, X2= 0.225,Y2=0.27, 点击Apply；输入X1=0.6-0.2-0.058, Y1=0.225, X2=0.6-0.2, Y2=0.225+0.044, 选择OK。2、选择“Main MenuPreprocessor-Modeling-OperateBooleansOverlap”，选择Pick All。3、选择“Utility MenuPlotctrlsNumberingAreas, on”。4、选择“Utility MenuPlotAreas”。五、划分网格1、选择“Main MenuPreprocessor-Attributes-Define-All Areas”，选择材料1。2、选择“Main MenuPreprocessorMeshing-Size Cntrls-Manualsize-Global-Size”，输入单元大小0.02。3、选择“Main MenuPreprocessorMeshing-Mesh-Areas-Mapped3 or 4 sided”，选择铜块。4、选择“Main MenuPreprocessor-Attributes-Define-All Areas”，选择材料2。5、选择“Main MenuPreprocessorMeshing-Mesh-Areas-Mapped3 or 4 sided”，选择铁块。6、选择“Main MenuPreprocessor-Attributes-Define-All Areas”，选择材料3。7、选择“Main MenuPreprocessorMeshing-Size Cntrls-Manualsize-Global-Size”，输入单元大小0.05。8、选择“Main MenuPreprocessorMeshing-Mesh-Areas-Free”，选择水箱。9、选择“Utility MenuPlotArea”。六、进行稳态分析设置初始条件1、选择“Main MenuSolution-Analysis Type-New Analysis”，选择Transient，定义为瞬态分析。2、选择“Main MenuSolution-Load Step OptsTime/FrenquencTime Integration”，将TIMINT设定为 off，首先进行稳态分析。3、选择“Main MenuSolution-Load Step OptsTime/FrenquencTime-Time Step”，设定TIME为0.01、DELTIM也为0.014、选择“Utility Menu: SelectEntities”，在对话框中自上而下依次选择：Elements，By Attributes，Material num，在“Min， Max”框中输入3，选择From Full，点击APPLY；选择选择Nodes，Attached to, Element，点击OK。5、选择“Main MenuSolution-Loads-Apply-Thermal-TemperatureOn Nodes”，选择Pick All, 输入20。6、选择“Utility Menu: SelectEntities”，在对话框中自上而下依次选择：Elements，By Attributes，Material num，在“Min， Max”框中输入2，选择From Full，点击APPLY；选择选择Nodes，Attached to, Element，点击OK。7、选择“Main MenuSolution-Loads-Apply-Thermal-TemperatureOn Nodes”，选择Pick All, 输入80。8、选择“Utility MenuSelectEntities”，在对话框中自上而下依次选择：Elements，By Attributes，Material num，在“Min， Max”框中输入1，选择From Full，点击APPLY；选择选择Nodes，Attached to, Element，点击OK。9、选择“Main MenuSolution-Loads-Apply-Thermal-TemperatureOn Nodes”，选择Pick All, 输入70。10、选择“Utility MenuSelect Everything”。11、Main MenuSolution-Solve-Current LS”。七、进行瞬态分析1、选择“Main MenuSolution-Load Step OptsTime/FrenquencTime-Time Step”，设定TIME=3600,DELTIM=26, 最小、最大时间步长分别为2, 200, 将Autots设置为ON。2、选择“Main MenuSolution-Load Step OptsTime/FrenquencTime Integration”，将TIMINT设置为ON。3、选择“Main MenuSolution-Loads-Delete-Thermal-TemperatureOn Nodes”，选择Pick All，删除稳态分析定义的节点温度。4、选择“Main MenuSolution-Load Step OptsOutput Ctrls-DB/Results”，选择Every Substeps。5、选择“Main MenuSolution-Solve-Current LS”。八、后处理1、选择“Main MenuTimeHist PostPro”，进入POST26。2、选择“Main MenuTimeHist PostProDefine Variables”，点击Add，选择Solution summary，点击OK，在User specified label框中输入dtime，选择Solution Items和Step Time，点击OK定义子步时间为2号变量。3、选择“Main MenuTimeHist PostProDefine Variables”，点击Add，选择Nodal result，点击OK，在User specified label框中输入T_Copper，在Node number框中输入node(0.1875,0.2475,0)，点击OK定义3号变量。同理可以定义其他节点解。4、选择“Main MenuTimeHist PostProGraph Virables”，输入变量代号，显示各变量随时间变化的曲线。5、选择“Main MenuGeneral Postproc”，进入POST1。6、选择“Main MenuGeneral Postproc-Read Results-Last set”。7、选择“Main MenuGeneral PostprocPlot resultNodal Solution”，选择temperature。等效的命令流方法/filename,transient1/title, Thermal Transient Exercise 1!进入前处理/prep7et,1,plane77! 定义单元类型mp,kxx,1,383! 定义材料热性能参数mp,dens,1,8889!1铜，2铁，3水mp,c,1,390mp,kxx,2,70mp,dens,2,7837mp,c,2,448mp,kxx,3,0.61mp,dens,3,996mp,c,3,4185!创建几何实体rectnag,0,0.6,0,0.5rectang,0.15,0.225,0.225,0.27rectang,0.6-0.2-0.058,0.6-0.2,0.225,0.225+0.044aovlap,all!布尔操作/pnum,area,1aplot!划分网格aatt,1,1,1eshape,2esize,0.02amesh,2aatt,2,1,1amesh,3aatt,3,1,1eshape,3esize,0.05amesh,4/pnum,mat,1eplotfinish!加载求解/soluantype,transtimint,off!先作稳态分析,确定初始条件time,0.01!设定只有一个子步的时间很小的载荷步deltim,0.01esel,s,mat,3nsle,sd,all,temp,20esel,s,mat,2nsle,sd,all,temp,80esel,s,mat,1nsle,sd,all,temp,70allselsolve!得到初始温度分布!进行瞬态分析time,3600timint,on!打开时间积分deltim,26,2,200!设置时间步长，最大及最小时间步长autots,on!打开自动时间步长ddelet,all,temp!删除稳态分析中定义的节点温度outres,all,1!将每个子步的值写入数据库文件solvefinishsave!进入POST26后处理/post26solu,2,dtime,dtime!2每一子步采用的时间步长nsol,3,node(0.1875,0.2475,0),temp,T_Copper!3铜块的中心点nsol,4,node(0.371,0.247,0),temp,T_Iron!4铁块的中心点nsol,5,node(30,0,0),temp,T_H2O_Bot!5水箱的底部n