文档介绍：目录
第一章简介……………………………………………………………………….1
一、热分析的目的…………………………………………………………1
二、ANSYS的热分析………………………………………………………1
三、ANSYS热分析分类……………………………………………………1
耦合分析…………………………………………………………….1
第二章基础知识…………………………………………………………………2
符号与单位………………………………………………………….2
传热学经典理论回顾………………………………………………2
热传递的方式………………………………………………………3
稳态传热……………………………………………………………3
瞬态传热……………………………………………………………4
线性与非线性………………………………………………………4
边界条件、初始条件…………………………………………………4
热分析误差估计……………………………………………………4
第三章稳态传热分析……………………………………………………………5
稳态传热的定义……………………………………………………5
热分析的单元………………………………………………………5
ANSYS稳态热分析的基本过程……………………………………5
实例1………………………………………………………………………9
实例2………………………………………………………………………12
第四章瞬态传热分析…………………………………………………………20
瞬态传热分析的定义………………………………………………20
瞬态热分析的单元及命令…………………………………………20
ANSYS瞬态热分析的主要步骤……………………………………20
建模…………………………………………………………………20
加载求解……………………………………………………………21
后处理………………………………………………………………23
相变问题…………………………………………………………..23
实例1……………………………………………………………………24
实例2…………………………………………………………………….25
第五章热辐射
第一章 简介
一、热分析的目的
热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数,如热量的获取或损失、热梯度、热流密度(热通量〕等。
热分析在许多工程应用中扮演重要角色,如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。
二、ANSYS的热分析
在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Thermal、ANSYS/FLOTRAN、ANSYS/ED五种产品中包含热分析功能,其中ANSYS/FLOTRAN不含相变热分析。
ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程,用有限元法计算各节点的温度,并导出其它热物理参数。
ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。此外,还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。
三、ANSYS 热分析分类
稳态传热:系统的温度场不随时间变化
瞬态传热:系统的温度场随时间明显变化
四、耦合分析
热-结构耦合
热-流体耦合
热-电耦合
热-磁耦合
热-电-磁-结构耦合等
第二章 基础知识
一、符号与单位
项目
国际单位
英制单位
ANSYS代号
长度
m
ft
时间
s
s
质量
Kg
lbm
温度
℃
oF
力
N
lbf
能量(热量)
J
BTU
功率(热流率)
W
BTU/sec
热流密度
W/m2
BTU/sec-ft2
生热速率
W/m3
BTU/sec-ft3
导热系数
W/m-℃
BTU/sec-ft-oF
KXX
对流系数
W/m2-℃
BTU/sec-ft2-oF
HF
密度
Kg/m3
lbm/ft3
DENS
比热
J/Kg-℃
BTU/lbm-oF
C
焓
J/m3
BTU/ft3
ENTH
二、传热学经典理论回顾
热分析遵循热力学第一定律,即能量守恒定律:
对于一个封闭的系统(没有质量的流入或流出〕
式中: Q ——热量;
W ——作功;
——系统内能;
——系统动能;
——系统势能;
对于大多数工程传热问题:;
通常考虑没有做功:, 则:;
对于稳态热分析:,即流入系统的热量等于流出的热量;
对于瞬态热分析:,即流入或流出的热传递速率q等于系统内能的变化。
三、热传递的方式
1、热传导
热传导可以定义为完全接触的