文档介绍：有限元技术在热分析中的应用
主要讲授三方面内容：
ANSYS热分析基础知识简介
稳态热分析实例
瞬态热分析实例
ANSYS热分析基础知识简介
一、ANSYS热分析功能介绍
ANSYS热分析模块主要有：
ANSYS/Multiphysics
ANSYS/Mechanical
ANSYS/Thermal
ANSYS/FLOTRAN
ANSYS/ED
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，用有限元法计算物体内部各节点的温度，并
导出其它热物理参数。
运用ANSYS软件可进行热传导、热对流、热
辐射、相变、热应力以及接触热阻等问题的分析
求解 。
此外，ANSYS不仅能解决纯粹的热分析问题，还能解决与热相关的其它问题，如热—应力分析、热—电分析、热—磁分析等。一般称这类涉及两个或多个物理场相互作用的问题为耦合场分析。
ANSYS提供了两种分析耦合场的方法：直接耦合法与间接耦合法。
二、单位制问题：在ANSYS热分析过程中，不一定都要采用国际单位制，但必须要使所有物理量的单位统一起来。
ANSYS中共有五种单位可供选择（命令流方式：/UNITS；或Main menu>Preprocessor>Material Props>Material Library >Select Units）：
SI（MKS）代表国际单位制，其基本单位为m，kg，s，K。
CGS代表厘米、克、秒单位制，其基本单位为cm，g，s，℃。
BFT代表以英尺为主的英制单位制，其基本单位为ft，slug，s，℉。
BIN代表以英寸为主的英制单位制，其基本单位为in，ibm，s，℉。
USER代表用户自定义单位制，即用户可以根据需要定义基本单位。
三、热分析时的三类边界条件和初始条件：
第一类边界条件：物体边界上的温度函数已知；
第二类边界条件：物体边界上的热流密度已知；
第三类边界条件：与物体相接触的流体介质的温
度和换热系数已知。
初始条件：初始条件是指传热过程开始时，物体
在整个区域中所具有的温度为已知值。
四、热分析时的载荷：ANSYS共提供了6种载荷，
可以施加在实体模型或单元模型上。
（1）温度：作为第一类边界条件，温度可以施加在有限元模型的节点上，也可以施加在实体模型的关键点、线段及面上。
（2）热流率：热流率（Heat Flow）是一种节点集中载荷，只能施加在节点或关键点上，主要用于线单元模型。
（3）对流：对流（Convection）是一种面载荷，用于计算流体与实体的热交换。它可以施加在有限元模型的节点及单元上，也可以施加在实体模型的线段和面上。
（4）热流密度：又称热通量（Heat Flux）单位为W/m2。热流密度是一种面载荷，表示通过单位面积的热流率。当通过单位面积的热流率已知时，可在模型相应的外表面施加热流密度。若输入值为正，则表示热流流入单元；反之，则表示热流流出单元。它可以施加在有限元模型的节点及单元上，也可以施加在实体模型的线段和面上。