瞬态传热分析实例
108页1、1,瞬态传热分析实例 ansys,2,4. 瞬态传热分析,瞬态传热分析的基本步骤与稳态热分析类似,主要的区别是瞬态传热分析中的载荷是随时间变化的。为了表达随时间变化的载荷,首先必须将载荷时间曲线分为载荷步。载荷时间曲线中的每一个拐点为一个载荷步,如图3-9 所示。对于每一个载荷步,必须定义载荷值及时间值,同时必须选择载荷步为Ramped 方式变化或Stepped 方式变化。 如果需要知道系统受随时间变化(或不变)的载荷和边界条件时的响应,就需要进行“瞬态分析” 。,3,4. 瞬态传热分析,4,5. 瞬态传热分析,ANSYS 缺省是渐进加载的。渐进加载可以提高瞬态求解的适应性,如果有非线性时可以提高收敛性。,5,5. 瞬态传热分析,6,5. 瞬态传热分析,在瞬态分析中,载荷步和子步的定义与非线性稳态分析十分类似。载荷定义的每个载荷步的终点,并可以随时间阶跃或渐进的施加。 每个载荷步的求解是在子步上得到。子步长根据时间积分步长得到。 自动时间步 (ATS) 同样适用于瞬态分析,可以简化ITS选择。 ITS选择将影响到瞬态分析的精度和非线性收敛性 (如果存在)。,7,均匀初始温度:如果整个模
2、型的初始温度为均匀且非0,使用下列菜单指定:,2,1,3,4,5. 瞬态传热分析,8,非均匀的初始温度,如果模型的初始温度分布已知但不均匀,使用这些菜单将初始条件施加在特定节点上,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 2.施加载荷并求解 3.求解 4.查看分析结果,10,择分析类型 进行瞬态传热分析需要首先需要定义分析类型及其相关选项。下面介绍分析类型及其选项的设定: 进行第一次分析或者重新进行分析 命令:ANTYPE,TRANSIENT,NEW GUI:Main Menu Solution Analysis Type New Analysis Transient 延续上一次分析 命令:ANTYPE,TRANSIENT,REST GUI:Main Menu Solution Analysis Type Restart,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分为两种情况:其一,初始温度场已知;其二,初始温度场未知。,12,已知初始温度场 如果初始温度场是已知的,则定义过程比较简单,定义过程如下: 1. 定义均
3、匀温度场 命令:TUNIF GUI:Main Menu Solution Define Loads Apply Structural Temperature Uniform Temp 如果已知模型的起始温度是均匀的,可设定所有节点初始温度。,13,2. 设定参考温度 命令:TREF GUI:Main Menu Solution Define Loads Settings Reference Temp 如果不在对话框中键入数据,则默认为参考温度,参考温度的值默认为零。,14,3. 设置节点温度 命令:D GUI:Main Menu Solution Define Loads Apply Thermal Temperature On Nodes,15,3. 设定非均匀的初始温度 命令:IC GUI:Main Menu Solution Define Loads Apply Initial Conditn Define 在瞬态传热分析中,节点温度可以通过此项设定为不同的值。,16,初始温度场未知 如果初始温度场是不均匀的且又是未知的,就必须首先作稳态热分析确定初始条件,下面介绍分析选项的设定
4、: 1)施加载荷(如已知的温度、热对流等) 2)关闭时间积分 命令:TIMINT, OFF GUI:Main Menu Solution Load Step Opts Time/Frequenc Time Integration,17,设定一个只有一个子步的,时间很小的载荷步(例如0.001) 命令:TIME GUI:Main Menu Solution Analysis Type Soln Controls basic 4)写入载荷步文件 命令:LSWRITE GUI:Main Menu Solution Load Step Opts Write LS File 或先求解: GUI:Main Menu Solution Solve Current LS,18,非线性选项常用选项如下: )迭代次数选项选项 命令:NEQIT GUI:Main Menu Preprocessor Loads Load Step Opts Nonlinear Equilibrium Iter 每个子步默认的次数为25,这对大多数非线性热分析已经足够。,19,自动时间步长选项 命令:AUTOTS GUI:Ma
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