基于.ANSYSWORKBENCH的保温桶的稳态热分析.doc

...wd...【问题描述】一个保温桶，由4层组成从外到内依次是：钢，铝，复合材料，铝桶内是热水，而桶外是空气需要确定桶壁的温度场分布桶内半径是0.1米，桶长度为0.1米，从内到外，4层厚度分别是0.01米，0.02米，0.01米，0.005米，钢，复合材料，铝的导热系数分别是60.5(瓦/米度),0.055(瓦/米度),236(瓦/米度)，水温80摄氏度，空气温度为摄氏度，空气对流系数是12.5〔瓦/平方米度〕.〔《注》该例子来自于许京荆编著的《ANSYS 13.0 WORKBENCH数值模拟技术》，2012年〕【建模分析】1.这是一个稳态热分析问题，需要使用steady-state thermal模块2. 这是一个轴对称问题，只需要分析其一个径向截面，然后用2D分析的轴对称进展处理3.几何建模在DM中创立四个草图，然后分别形成四个面体，再形成一个多体构件4.边界条件对里层使用温度边界条件，对外层设置对流换热边界条件求解过程】1. 翻开ANSYS WORKBNCH14.52. 创立稳态热分析系统。

3. 设置三种材料的导热系数双击engineering data，翻开工程数据，新创立三种材料，分别是STEEL,AL,compound,并分别设置其导热系数钢材的导热系数铝的导热系数复合材料的导热系数创立完毕，退回到工程中4.创立几何模型双击geometry，进入到DM中选择长度的单位是米在XOY面内创立四个草图这四个草图是四个相邻的矩形，其位置及尺寸如以下图分别由这4个草图生成4个面其图形如下将上述四个物体生成一个多体构件几何建模完毕，存盘，退出DM.然后设置几何体的属性是2D,说明下面准备做的是2D分析5.为各几何体分配材料双击model，进入到mechanical.首先选中geometry，在其属性栏中设置是做轴对称分析然后为各个几何4体分配材料6.划分网格进展映射网格划分考察网格质量可见，网格质量良好7.设置边界条件设置内层温度为80度，即热水的温度设置外层为对流换热环境温度20度，对流换热系数是12.5.8.求解9.后处理查看温度的分布可见，在最里层及外面的两层，温度 基本上均匀分布，而在复合材料层，则温度从内到外逐渐降低由于该层是复合材料层，导热系数很小，所以阻碍了热量的传递，而此层的温度梯度最大。

查看总的热通量可见，热通量由内向外逐步减少。