瞬态热温度场分析

1、ANSYS工程应用教程一一热与电磁学篇47页-瞬态热温度场分析例1：有一长方形金属板，其几何形状及 边界条件如图47所示。其中，板的长度为15cm，宽度为5cm，板的中央为一半径为1cm的同孔。板的 初始温度为500C，将其突然置于温度为20C且对流换热系数为100W / m C的流体介质中，试计算：第1s及第50s这两个时刻金属板内的温度分布情况。金属板上四个质点的温度值在前50s内的变化情况。整个金属板在前50s内的温度变化过程。该金属板的基本材质属性如下：密度= 5000Kx/m比热容= 200J / Kg K热传导率= 5W/ m KFinish $/ clear $/title,tr

2、ansient slab problem!进入前处理/prep7Et,1,plane55Mp,dens,1,5000Mp,kxx,1,5Mp,c,1,200Save!创建几何模型Rectng,0,0.15,0,0.05Pcirc,0.01,0,360Agen,2,0.075,0.025,1Asba,1,2Save戊I分网格Esize,0.0025Amesh,3Save!进入加载求解/soluAntype,transIc,all,temp,500Save!设定分析类型为瞬态分析!为所有节点设置初始温度500度LplotSfl,1,conv,100, 20!设定金属板外边界1-4的对流载荷Sfl,

3、2,conv,100,20Sfl,3,conv,100,20Sfl,4,conv,100,20/psf,conv,hcoe,2Time,50Kbc,1Autots,onDeltim,1,0.1,2.5Timint,onOutres,all,all!设定瞬态分析时间/制定载荷步的结束时间!设定为阶越的载荷（载荷步是恒定的，如是随时间线性变化应用ramped0）!打开自动时间步长（求解过程中自动调整时间步长）!设定时间步长为1（最小0.1最大2.5），载荷子步数nsubst!打开时间积分，off为稳态热分析!输出每个子步的所有结果到*.rth文件中（outpr将输出到*.Out文件中）Solve!

4、进入后处理/post1Set,1,1,Plnsol,temp,0,Set,1,50Plnsol,temp,0!载荷步m=1，子步，比例因子，0-读实数部分/1读虚数部分，时间点，!该画面显示了在第1秒钟时金属板的温度分布状况!该画面显示了在第50秒钟时金属板的温度分布状况/post26Nsol,2,82,temp,left-upPlvar,2!变量2，节点82（左上点），项目，名字!显示变量2/post1Set,lastPlnsol,temp,Animate,10,0.5,1,0,0,0!查看金属板在前50秒内的温度变化过程!捕捉的张数（默5），时间的推迟（默0.1），动画循环次数，自动缩放比

5、!例（默0），用于动画的结果数据（默认0目前载荷步），最小数据点，最大数据点Save/eof!退出正在读取的文件瞬态热温度场分析例2： 一个半径为10mm，温度为90C的钢球突然放入盛满了水的、完全绝热的边长为 100mm的水箱中，水温度为20C，如图75所示；。求解0.5小时之后铁球与水的的温度场分布。（忽略水 的流动，铁球置于水箱正小央）材料性能参数：密度：水=l OOOkg / mA3，铁=7800 kg / mA3导热系数：水= 0.6W/（m.C）， 铁= 70W/（mC）比热容：水=4185J/（kg C），铁=448J/J/（kg C）分析：该问题属于瞬态热力学问题。根据问题的对

6、称性面的四分之一建立有限元计算模型，如图7Finish/clear/filname,transient 1/title,transient thermal ananlysis/prep7Rectng,0,0.05,0,0.05Pcirc,0.01,0,0,90!Asba,1,2,keepAoverlap,allNumcmp,areaNumcmp,lineEt,1,plane77Mp,kxx,1,70!铁球的材料属性1Mp,dens,1,7800Mp,c,1,448Mp,kxx,2,0.61!水的材料属性2Mp,dens,2,1000Mp,c,2,4158Lsel,s,line,3,5!圆弧上的

7、边界线3, 4, 5Lesize,all,6!在所有线上分6个单元Lsel,s,line,1,2!矩形的边界线1，2, 6, 7 （注意搭接后的线变短了）Lsel,a,line,6,7Lesize,all,10!在所有线上分10个单元Mat,1!为铁球分配材料属性1Amesh,1Mat,2!为水分配材料属性2Amesh,2finish/soluAntype,transTimint,offTime,0.01Esel,s,mat,1Nsle,sD,all,temp,90Esel,s,mat,2Nsle,sD,all,temp,20AllselSolve!先进行稳态分析确定初始条件，令时间积分为关!

8、对铁球加温度载荷90度!对铁球加温度载荷20度Timint,on!开始瞬态分析，令时间积分为开!求初始温度场Time,1800Deltim,26,2,200Autots,onDdele,all,tempOutres,all,allSolve!设置计算终止时间0.5小时!设定时间步长为26 （最小2最大200）,若载荷子步数nsubst!打开自动时间步长!删除稳态分析中定义的节点温度!输出每个子步的所有结果到*.rth文件中（outpr将输出到*.Out文件中）FinishSave/PostlSet,lastEsel,s,mat,1Nsle,sPlnsol,temp!读取最后一个载荷步!显示铁球温度场Allsel!显示水的温度