Ansys作业_瞬态热分析报告

1、Ansys作业一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20C,将其右侧突然置于温度为20c且对流换热系数为100W/M2c的流体中，左端置于温度为500c的温度场，试计算：(1)第1s和第50s板内的温度分布情况。(2)整个板在前50s内的温度变化过程。(3)圆孔边缘A点处温度随时间变化曲线。Tj-aocL>cn3iV-MKX)Kgfm乡Sp.200J.rKjKk-5WmKInsxl*rtf'Jhoi.”Time-50sIideTQbmf-tcan1,建立有限元模型首先建立

2、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:MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete在弹出的对话中g中，单击Add。在单元类型库又话框中选择Plane55单元。单击OK命令：ET,1,PLANE55(2)定义材料属性首先进入DefineMaterialModelBehavior对话框，操作如下：GUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps下面定义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：定义热传导GUI:MainMenu&g

3、t;Preprocessor>MaterialProps>Thermal>Conductivity>Isotropic在弹出的定义材料热传导率对话框中的KXX栏键入“5”。命令：MPDATA,KXX,1,5定义比热容GUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>Thermal>SpecificHeat在弹出的定义比热容对话框中的C栏键入“200”。命令：MPDATA,C,1,200定义密度GUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>Thermal>Den

4、sity在弹出密度定义对话框中的DENSft键入“5000”。命令：MPDATA,DENS,1,5000材料属性定义完毕.(3)建立实体模型根据本例所用模型，首先需要创建矩形，然后是圆，最后在矩形板中央减去(Substract)圆。下面介绍建立实体模型的操作：创建矩形命令：RECTNGQ0.15Q0.05创建圆面其操作如下：GUI:MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Circle>Bydimensions在弹出对话框中，单击OK得到圆面。命令:CYL4,0.075,0.025,0.01相减根据ANSYS1模过程中面序号赋值原

5、理，直接可以肯定圆面序号为2,矩形序号为1,因此采用直接键入命令建实体模型：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GUI:MainMenu>Preprocessor>Loads>AnalysisType>NewAnalysis选才TTransient分析，单击OK在弹出的子对话框中单击OK(2)定义初始条件板的初始温度为20C,设置初始温度操作如下:GUI:MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>InitialCondit'n>

6、Define在弹出的拾取对话框中，单击PickAll。弹出DefineInitialConditions对话框,命令：IC,All,TEMP,20,(3)定义热约束定义对流边界GUI:UtilityMenu>Plot>lines命令：LPLOT定义对流载荷/边界首先进入ApplyConvonlines对话框，操作如下:GUI:MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Thermal>Convection>OnLines在弹出对话框中，键入Filmcoefficient和BulkTemperature值。命令：SFL,

7、L2,CONV,100,20,定义稳态热边界在边线上定义稳态热边界，操作如下:GUI:MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Thermal>Temperature>OnLines在弹出对话框中，键入边界温度为“500”。单曲（命令：DL,L4,TEMP,500,1TT；AH-图3施加边界条件和载荷(4)设置时间及时间步进参数GUI:MainMenu>Solution>LoadStepOpts>Time/Frequenc>Time-timesteps在TimeandtimeStepOptios对话框中按

8、照下图设置，其余选项不变。TIME,50AUTOTS,1DELTIM,1,0.1,2.5,1KBC,0下面确认时间积分选项打开。操作如下：GUI:MainMenu>Solution>LoadStepOpts>Time/Frequenc>TimeIntegration保持默认设置，单击OK命令：TIMINT,1TINTP,0.005,-1,0.5,-1设置输出控制GUI:MainMenu>Solution>LoadStepOpts>OutputCtrls>DB/ResultsFile在FileWriteFrequency栏选项EverySubste

9、p。命令：OUTRES,ALL,ALL,(6)求解GUI:MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS.命令：Solve3.查看分析结果ANEC1201114：O：51(1) POST1后处理，显示第1s和和第50s时温度场。HOl'ALSCLUTItti际£=口3K(a.aEflE-Ll力以-10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。下图所示为第50s温度场。WB-J3TIME-5CilMf他怕FLSYWk二”小EKK.-三二口IS.431招,4我339.477乳T>9制摩-953235.9击93

10、92.9-沁0图5显示第50s时的温度场POST26后处理需要查看A点随时间变化的温度场，首先必须定义A点温度变量，然后才能显示A点处。定义A点温度变量显示A点温度随时间变化曲线，单击aGRAPHVARIABLE按钮，得到A点温度随时间变化曲线。E0ST2CANDEC120L3152452图6A点温度-时间变化曲线4.而令流文件!进入前处理Ic,all,temp,20/prep7Save/COM,ThermalLplotEt,1,plane55SFL,2,conv,100,20Mp,dens,1,5000DL,4,TEMP,500,0Mp,kxx,1,5Time,50Mp,c,1,200Kbc

11、,0SaveAutots,on!创建几何模型Deltim,1,0.1,2.5,1Rectng,0,0.15,0,0.05Timint,onCYL4,0.075,0.025,0.01TINTP,0.005,-1,0.5,-1Asba,1,2Outres,all,allSaveSolve!划分网格FINISHSMRT,3/POST1Amesh,ALL!*Save/EFACET,1!进入加载求解PLNSOL,TEMP,0/soluAntype,transTRNOT,FULLLUMPM,0瞬态传热分析实例21 .问题描述：一个直径为0.12m,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

12、面直径和孤傲度均为0.6m的圆柱体水箱中，水的温度为20,材料参数如图所示，求解10分钟后钢球与水的温度场分布(钢球置于水箱正中央)。村科性能参数材料密度Pkgm3导热系数KWm比照CJig.水10000.614侬辆7«007044M2 .问题分析属于瞬间热传导问题，研究对象为钢球和水，根据轴对称性，在求解过程中取钢球和水中心纵截面的1/4建立几何模型，选择PLANE5琏由对称单元进行分析。3 .建立模型(1)添加标题添加标题，操作如下GUI:UtilityMenu>File>ChangeTitle在弹出的ReferencforGUIFiltering对话框中，选择The

13、rmalo单击OK(2)选择单元在单元类型库对话框中选择Plane55单元。单击OK在ElementbehaviorK3下拉框中选择Axisymmetric选项，其余默认。(3)定义材料属性1定义热传导率在弹出的定义材料热传导率对话框中的KXX栏键入“70”。定义比热容在弹出的定义比热容对话框中的C栏键入“448”定义密度在弹出密度定义对话框中的DENSft键入“7800”。(4)定义材料属性2定义热传导率在弹出的定义材料热传导率对话框中的KXX栏键入“0.61”。定义比热容在弹出的定义比热容对话框中的C栏键入“4185”定义密度在弹出密度定义对话框中的DENSft键入“1000”.(5)建立

14、实体模型图7平面实体模型4 .设定网格尺寸并划分网格ELEMEtrJSANISC12013TransientslabFrcblem：'£C122;32;455 .加载及求解求解之前首先要选择分析类型，然后定义边界条件及其载荷步选项，最后计算。首先选择分析类型。ANXC1ZQ1322;2414B图9求解后显示图6 .查看求解结果在POST1后处理器中查看结果47工工睦一的口TOIr曜HjESYSj=20N3DALSOLUTItXI3TZP=23ZI3=L1rt!«=MOT£MP(AVS)RB0口5»T7。5MKTMC%AND£212013

15、2II37IZ3ELLEKENZ3TETMO3(ZL图11水的温度场等值线图图13球心温度随时间的变化关系图7 .命令流文件/Title,TransientslabProblemKEYW,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,2,0.61MP,DENS,2,1000MP,C,2,4185RECTANG,0,0.3,O,0.3PCIRC,0.06,0,0,90AOVERLAP,ALLNUMCMP,AREANUMCMP,LINE/TITLE,GEOMETRICMODELAPLOTMSHAPE,0,2DMSHKEY,1LPLOT/PNUM,LINE,1/PNUM,AREA,1LSEL,S,LINE,4,5LESIZE,ALL,30,0.1LSEL,S,LINE,6,7LESIZE,ALL,32,0.1LSEL,S,LINE,3LESIZE,ALL,30ALLSELLCCAT,2,1MAT,1AMESH,1MAT,2AMESH,2/REPLOT!选择线段6,7!设置单元数量!选择线段3设置单元数量!将线段12联接在一起!选择材料参考号1!对面1进行网格