Ansys作業(yè)_瞬態(tài)熱分析報(bào)告

1、Ansys作業(yè)一瞬態(tài)熱分析問題描述瞬態(tài)熱分析實(shí)例1長(zhǎng)方形的板，幾何參數(shù)及其邊界條件如圖3-6所示。板的寬度為5cm,其中間有一個(gè)半徑為1cm的圓孔。板的初始溫度為20C,將其右側(cè)突然置于溫度為20c且對(duì)流換熱系數(shù)為100W/M2c的流體中，左端置于溫度為500c的溫度場(chǎng)，試計(jì)算：(1)第1s和第50s板內(nèi)的溫度分布情況。(2)整個(gè)板在前50s內(nèi)的溫度變化過程。(3)圓孔邊緣A點(diǎn)處溫度隨時(shí)間變化曲線。Tj-aocL>cn3iV-MKX)Kgfm鄉(xiāng)Sp.200J.rKjKk-5WmKInsxl*rtf'Jhoi.”Time-50sIideTQbmf-tcan1,建立有限元模型首先建立

2、瞬態(tài)傳熱分析所需的有限元模型，選擇單元。(1)選擇熱分析單元，操作如下：GUI:MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete在彈出的對(duì)話中g(shù)中，單擊Add。在單元類型庫又話框中選擇Plane55單元。單擊OK命令：ET,1,PLANE55(2)定義材料屬性首先進(jìn)入DefineMaterialModelBehavior對(duì)話框，操作如下：GUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps下面定義瞬態(tài)熱分析所需的材料參數(shù)，如熱傳導(dǎo)率、比熱容及材料密度：定義熱傳導(dǎo)GUI:MainMenu&g

3、t;Preprocessor>MaterialProps>Thermal>Conductivity>Isotropic在彈出的定義材料熱傳導(dǎo)率對(duì)話框中的KXX欄鍵入“5”。命令：MPDATA,KXX,1,5定義比熱容GUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>Thermal>SpecificHeat在彈出的定義比熱容對(duì)話框中的C欄鍵入“200”。命令：MPDATA,C,1,200定義密度GUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>Thermal>Den

4、sity在彈出密度定義對(duì)話框中的DENSft鍵入“5000”。命令：MPDATA,DENS,1,5000材料屬性定義完畢.(3)建立實(shí)體模型根據(jù)本例所用模型，首先需要?jiǎng)?chuàng)建矩形，然后是圓，最后在矩形板中央減去(Substract)圓。下面介紹建立實(shí)體模型的操作：創(chuàng)建矩形命令：RECTNGQ0.15Q0.05創(chuàng)建圓面其操作如下：GUI:MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Circle>Bydimensions在彈出對(duì)話框中，單擊OK得到圓面。命令:CYL4,0.075,0.025,0.01相減根據(jù)ANSYS1模過程中面序號(hào)賦值原

5、理，直接可以肯定圓面序號(hào)為2,矩形序號(hào)為1,因此采用直接鍵入命令建實(shí)體模型：命令：asba,1,2圖1實(shí)體模型(4)設(shè)定網(wǎng)格尺寸并劃分網(wǎng)格圖2有限元模型2.施加載荷并求解(1)選擇分析類型GUI:MainMenu>Preprocessor>Loads>AnalysisType>NewAnalysis選才TTransient分析，單擊OK在彈出的子對(duì)話框中單擊OK(2)定義初始條件板的初始溫度為20C,設(shè)置初始溫度操作如下:GUI:MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>InitialCondit'n>

6、Define在彈出的拾取對(duì)話框中，單擊PickAll。彈出DefineInitialConditions對(duì)話框,命令：IC,All,TEMP,20,(3)定義熱約束定義對(duì)流邊界GUI:UtilityMenu>Plot>lines命令：LPLOT定義對(duì)流載荷/邊界首先進(jìn)入ApplyConvonlines對(duì)話框，操作如下:GUI:MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Thermal>Convection>OnLines在彈出對(duì)話框中，鍵入Filmcoefficient和BulkTemperature值。命令：SFL,

7、L2,CONV,100,20,定義穩(wěn)態(tài)熱邊界在邊線上定義穩(wěn)態(tài)熱邊界，操作如下:GUI:MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Thermal>Temperature>OnLines在彈出對(duì)話框中，鍵入邊界溫度為“500”。單曲（命令：DL,L4,TEMP,500,1TT；AH-圖3施加邊界條件和載荷(4)設(shè)置時(shí)間及時(shí)間步進(jìn)參數(shù)GUI:MainMenu>Solution>LoadStepOpts>Time/Frequenc>Time-timesteps在TimeandtimeStepOptios對(duì)話框中按

8、照下圖設(shè)置，其余選項(xiàng)不變。TIME,50AUTOTS,1DELTIM,1,0.1,2.5,1KBC,0下面確認(rèn)時(shí)間積分選項(xiàng)打開。操作如下：GUI:MainMenu>Solution>LoadStepOpts>Time/Frequenc>TimeIntegration保持默認(rèn)設(shè)置，單擊OK命令：TIMINT,1TINTP,0.005,-1,0.5,-1設(shè)置輸出控制GUI:MainMenu>Solution>LoadStepOpts>OutputCtrls>DB/ResultsFile在FileWriteFrequency欄選項(xiàng)EverySubste

9、p。命令：OUTRES,ALL,ALL,(6)求解GUI:MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS.命令：Solve3.查看分析結(jié)果ANEC1201114：O：51(1) POST1后處理，顯示第1s和和第50s時(shí)溫度場(chǎng)。HOl'ALSCLUTItti際£=口3K(a.aEflE-Ll力以-10圖4顯示第1s時(shí)的溫度場(chǎng)重復(fù)上述操作，讀入第50s時(shí)結(jié)果并顯示溫度場(chǎng)。下圖所示為第50s溫度場(chǎng)。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擊93

10、92.9-沁0圖5顯示第50s時(shí)的溫度場(chǎng)POST26后處理需要查看A點(diǎn)隨時(shí)間變化的溫度場(chǎng)，首先必須定義A點(diǎn)溫度變量，然后才能顯示A點(diǎn)處。定義A點(diǎn)溫度變量顯示A點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化曲線，單擊aGRAPHVARIABLE按鈕，得到A點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化曲線。E0ST2CANDEC120L3152452圖6A點(diǎn)溫度-時(shí)間變化曲線4.而令流文件!進(jìn)入前處理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!創(chuàng)建幾何模型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!劃分網(wǎng)格FINISHSMRT,3/POST1Amesh,ALL!*Save/EFACET,1!進(jìn)入加載求解PLNSOL,TEMP,0/soluAntype,transTRNOT,FULLLUMPM,0瞬態(tài)傳熱分析實(shí)例21 .問題描述：一個(gè)直徑為0.12m,溫度為900攝氏度的鋼球突然放入盛滿了水的，完全絕熱的橫截

12、面直徑和孤傲度均為0.6m的圓柱體水箱中，水的溫度為20,材料參數(shù)如圖所示，求解10分鐘后鋼球與水的溫度場(chǎng)分布(鋼球置于水箱正中央)。村科性能參數(shù)材料密度Pkgm3導(dǎo)熱系數(shù)KWm比照CJig.水10000.614儂輛7«007044M2 .問題分析屬于瞬間熱傳導(dǎo)問題，研究對(duì)象為鋼球和水，根據(jù)軸對(duì)稱性，在求解過程中取鋼球和水中心縱截面的1/4建立幾何模型，選擇PLANE5璉由對(duì)稱單元進(jìn)行分析。3 .建立模型(1)添加標(biāo)題添加標(biāo)題，操作如下GUI:UtilityMenu>File>ChangeTitle在彈出的ReferencforGUIFiltering對(duì)話框中，選擇The

13、rmalo單擊OK(2)選擇單元在單元類型庫對(duì)話框中選擇Plane55單元。單擊OK在ElementbehaviorK3下拉框中選擇Axisymmetric選項(xiàng)，其余默認(rèn)。(3)定義材料屬性1定義熱傳導(dǎo)率在彈出的定義材料熱傳導(dǎo)率對(duì)話框中的KXX欄鍵入“70”。定義比熱容在彈出的定義比熱容對(duì)話框中的C欄鍵入“448”定義密度在彈出密度定義對(duì)話框中的DENSft鍵入“7800”。(4)定義材料屬性2定義熱傳導(dǎo)率在彈出的定義材料熱傳導(dǎo)率對(duì)話框中的KXX欄鍵入“0.61”。定義比熱容在彈出的定義比熱容對(duì)話框中的C欄鍵入“4185”定義密度在彈出密度定義對(duì)話框中的DENSft鍵入“1000”.(5)建立

14、實(shí)體模型圖7平面實(shí)體模型4 .設(shè)定網(wǎng)格尺寸并劃分網(wǎng)格ELEMEtrJSANISC12013TransientslabFrcblem：'£C122;32;455 .加載及求解求解之前首先要選擇分析類型，然后定義邊界條件及其載荷步選項(xiàng)，最后計(jì)算。首先選擇分析類型。ANXC1ZQ1322;2414B圖9求解后顯示圖6 .查看求解結(jié)果在POST1后處理器中查看結(jié)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圖11水的溫度場(chǎng)等值線圖圖13球心溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系圖7 .命令流文件/Title,TransientslabProblemKEYW,PR_THERM,!指定分析類型為熱分析/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!選擇線段6,7!設(shè)置單元數(shù)量!選擇線段3設(shè)置單元數(shù)量!將線段12聯(lián)接在一起!選擇材料參考號(hào)1!對(duì)面1進(jìn)行網(wǎng)格