ANSYS瞬态热分析教程及实例PPT课件

1、.1、4。瞬态传热分析，2，4。瞬态传热分析、瞬态传热分析的基本步骤与稳态传热分析相似，因为瞬态传热分析的载荷随时间而变化。要表达随时间变化的载荷，必须先将载荷时间曲线分为载荷阶段。负载时间曲线的每个转折点是负载阶段，如图3-9所示。必须为每个载荷步骤定义载荷值和时间值，并选择载荷步骤是更改Ramped方法还是更改Stepped方法。如果需要知道系统对随时间变化(或不变)的载荷和边界条件的响应，则必须执行瞬态分析。3，4。瞬态传热分析，4，5。瞬态传热分析，ANSYS默认值为增量加载。渐进加载可以提高瞬态解决方案的适应性，如果是非线性的，则可以提高收敛性。5，5。瞬态传热分析，6，5。瞬态传热

2、分析、瞬态分析中，载荷阶段和子阶段的定义与非线性稳态分析非常相似。由载荷定义的每个载荷步骤的端点，可以按时间点应用，也可以按阶段应用。每个载荷阶段的分析是在子阶段获得的。子步长是根据时间积分步长得到的。自动时间点(ATS)同样适用于瞬态分析，可简化ITS选择。ITS选择影响瞬态分析的精度和非线性收敛(如果有)。7，均匀初始温度：如果整个模型的初始温度均匀且不为零，请使用以下菜单选择：2，1，3，4，5。瞬态传热分析，8，初始温度不均匀，模型初始温度分布已知但不均匀时，使用这些菜单将初始条件应用于特定节点，5。瞬态传热分析，9，5。瞬态传热分析，ANSYS瞬态传热分析的主要步骤1。建立有限元模型

3、。2.应用和分析载荷。3.查看分析结果。10.要选择用于瞬态传热分析的分析类型，必须先定义分析类型及其相关选项。分析类型和选项的设置如下：执行第一个分析或重新运行分析命令：ANTYPE，transient，new GUI:main menu solution analysis type new analysis TRANSIENT继续上次分析命令：an type，TRANSIENT，11，定义瞬态传热分析的初始条件瞬态传热分析的初始条件为1，初始温度场已知：2，初始温度场未知。12，已知初始温度场初始温度场已知的情况下，定义过程相对简单，如下所示：1.定义统一温度场命令：tun if GUI:

4、main menu solution define loads apply structural temperature uniform temp如果已知模型的起始温度统一，则可以设置所有节点的初始温度。13，2。设定参考温度指令：如果未在tref GUI:main menu solution define loads settings reference temp对话方块中输入资料，则预设为参考温度，参考温度值预设为0。14、3。设定节点温度指令：d GUI:main menu solution define loads apply thermal temperature on nodes，

5、15，3。非均匀初始温度设定指令：在IC GUI:main menu solution define loads apply initial conditions define瞬态传热分析中，节点温度可以透过此主题设定为不同的值。，16，初始温度场未知如果初始温度场不均匀且未知，则必须首先确定初始条件以进行稳态热分析。分析选项设置说明如下：1)应用载荷(例如已知温度、热对流等)2)释放时间集成命令：TIMINT，Off GUI:main menu solution load step opts time/frequency time integent，17，仅具有一个子步骤的时间较小的载荷步骤

6、(例如0.001)命令：时间GUI:主菜单解决方案分析类型soln controls basic 4用于写入载荷步骤文件的命令：ls ws，18，非线性选项公共选项如下：)迭代选项命令：neq it GUI:main menu preprocess loads load step opts nonlinear equlibrium ITER每个子步骤的默认次数为25，这足以用于大多数非线性列分析，19，“自动时间点”选项命令：打开autots GUI:main menu solution analysis type soln controls时，在解决过程中自动调整时间点。20，时间积分选项命

7、令：Tim int GUI:main menu solution load step opts time/frequency time integration如果将此选项设置为OFF，则将执行正常状态列分析。21，解决命令：solve GUI:main menu solution current ls，22，POST1后处理读取结果数据命令：set GUI:main menu general post proc read results by time/freq进入post1后，即可读取特定时间点的结果。如果设置的时间点不在其中一个子步骤的时间点上，ANSYS将执行线性插值。GUI:main

8、menu general post proc read results by load step，23，3.3瞬态传热分析实例1。问题描述实例类型：ANSYS结构分析。分析类型：瞬态传热分析。储存格类型：PLANE55 ANSYS功能范例：实体塑型包括基本塑型工作。定义比热容。应用瞬态热载荷。设定瞬态热负载分析选项。显示模型温度等高线图；显示随时间变化的节点温度曲线。24、25、矩形板、几何参数和边界条件如图3-6所示。板的宽度为5厘米，其中一个是半径为1厘米的圆孔。板的初始温度为20，右侧突然温度为20，对流传热系数为100W/M2的流体的左端放置在温度为500的温度场上，并测试(1) 1s

9、和50s板的温度分布。(2)整个板前50s内的温度变化过程。(3)圆孔边缘a点的温度随时间变化曲线。26，2。建立有限元模型首先选择瞬态传热分析所需的有限元模型选择单元(1)，如下所示选择热分析单元。在GUI:main menu preprocess element type Add/edit/delete弹出对话框中，单击Add。在“单元类型库”对话框中，选择Plane55单元。单击OK。命令：ET，1，PLANE55，27，(2)定义材料性质之前，请先启动定义材料模型浏览器对话方块。在GUI:main menu preprocess material props下，定义瞬态热分析所需的材料

10、参数。热传导率、比热容和材料密度：28，在“定义热传导率”GUI:main menu preprocess material props thermal conductivity isotropic弹出材料热传导率”对话框的“kx”列中输入“5”。命令：mpdata、kx、1、5、29，定义比热容GUI:main menu preprocess material props thermal specific heat快显比热容定义对话方块的c栏中，输入200。命令：MPDATA、C、1、200、30，定义密度GUI:main menu preprocess material props the

11、rmal DENSity图示列在定义密度对话方块的dens栏中，输入5000。指令：MPDATA，DENS，1，5000材料属性定义已完成。31，(3)根据此范例中使用的模型，首先建立矩形，然后建立圆，最后从矩形板的中心减去(substr)圆。建立实体模型包括：建立矩形指令：RECTNG，0，0.15，0，0.05，32、基本体面创建操作如下：在“GUI:main menu preprocess modeling create circle by dimensions”弹出对话框中，单击“OK”以获得圆角。命令：CYL4，0.075，0.025，0.01，33，减法在ANSYS塑型期间根据面序

12、号化原则，直接圆形面序号为2，矩形序号为1，因此使用直接输入指令建立实体模型。命令：asba，1，2，34，(4)在设定格线大小和分割格线下，描述格线大小设定(SmartSize方法):设定格线大小参数并分割格线，以透过SmartSize控制网面密度，如下所示：GUI:选择main menu preprocess meshing mesh tool smart size=3。单击“网格”。在“选择”对话框中，单击“拾取全部”按钮。得到栅格图表。35、命令：SMRT、3 AMESH、All保存数据库，如下所示：GUI: toolbarsave-db命令：save，36，4。应用和解决载荷之前，请

13、先选择分析类型，然后定义边界条件和相应的载荷步骤选项，最后进行计算。首先，选择分析类型。(1)选择分析类型选择“Transient”分析，如下所示：37，GUI:main menu preprocess loads analysis type new analysis Transient分析，然后单击“确定”。使用ANSYS首选项，在弹出子对话框中单击“确定”。命令：an type、4trn opt、full lumpm、0、38，(2)将初始条件板的初始温度定义为20，并将初始温度操作设置为：在“GUI:main menu solution define loads apply initia

14、l conditions define”弹出按钮“选择”对话框中，单击“Pick All”。Define Initial Conditions对话框弹出菜单，命令：IC，All，TEMP，20，39，(3)在热约束瞬态传热分析中，定义载荷随时间变化。对于每个载荷步骤，必须指示载荷值和时间值，还必须指定载荷步骤选项，例如，载荷方法是Ramped还是Stepped。40、流体负载和板的传热负载需要套用。首先定义对流载荷。定义对流边界首先显示边界图，以便于设定对流边界。GUI: utility menu plotlines命令：LPLOT，41，定义对流负载/边界，首先启动线上的应用程式对话方块。在

15、GUI:main menu solution define loads apply thermal connection lines弹出对话框中，输入Film coefficient和Bulk Temperature的值。命令：SFL、L2、CONV、100、20、42，在正常状态列边界定义边界中定义正常状态列边界的步骤：在“GUI:main menu solution define loads apply thermal temperature on lines”弹出对话框中，输入“500”作为边界温度。单击OK。命令：DL、L4、TEMP、500、1、设定、43、(4)时间和时间步长参数设

16、定步长参数，以使ANSYS在更短的时间内达到允许的收敛精确度。首先，转到Time and time Step Optios对话框，如下所示：在GUI:main menu solution load Step opts Time/frequency Time steps Time and Time Step Optios对话框中，设置如下图所示，其馀选项保持不变。Time，50 autots，1 deltim，1，0.1，2.5，1 KBC，0，44，请确保下面的“统一时间”选项已启用。操作包括：将GUI:main menu solution load step opts time/freque

17、ncy time integration保留为默认设置，然后单击OK。命令：Tim int、1tin TP、0.005、-1、0.5、-1、45，(5)设置输出控制输出控制，以确定ANSYS将结果写入数据库文件所需的时间。时间间隔为1s。设定输出控制选项，动作包括：GUI:main menu solution load step opts output ctrls db/results File File Write Frequency列选项Every Substep。命令：outres、all、all、46，(6)解决GUI:main menu solution solve current ls。命令