2016热分析边界条件.ppt

第 6 章 复杂的，时间和/或空间变化的边界条件  表格化热边界条件(载荷) 以前，施加在几何模型和/或有限元模型上的载荷都是常数或随温度变化的数值。当要施加复杂的随时间和空间变化的载荷时，表格化的热边界条件就更加方便。 定义 - 表格化边界条件就是通过表格施加的边界条件，其数值经过计算并在求解过程中施加。 表格化边界条件- 基本变量 基本变量 时间 全局笛卡尔坐标系中坐标 温度 速度, 用于Fluid116单元，1-D 热－流 单元 相应 ANSYS 标记 TIME X, Y, Z TEMP VELOCITY 其它表格定义 独立变量 直接或间接随基本变量变化并形成表格的变量，如， hf = f(time) 换热系数(独立变量)是基本变量时间的函数 hf = f(x,rpm) rpm = g(time) hf 和 rpm 是独立变量 其它表格定义 多元表格 表格有多于一个的变量，如 hf = f(x,y,time) 循环表格 表格要引用其它带有独立变量的表格，如 hf = f(x,y,rpm) rpm = g(time) 表格输入的应用 表格化边界条件可以使用于所有实体模型 和/或 有限元模型 热边界条件: 使用D, DK,DL, DA命令施加的温度 使用F, FK命令施加的热流 使用SF, SFE, SFL, SFA命令施加的对流 使用SF, SFE, SFL, SFA命令施加的热流量 使用BF,BFE,BFL,BFA, BFV命令施加的内部热生成 表格化边界条件的重要说明 如果表格化边界条件不是时间的函数，他们可以很好的随时间阶跃施加，而不受KBC命令的约束 (见第 4 章 )。 基本变量 - 边界条件应用 热边界条件 施加温度 热流 换热系数 介质温度 热流量 内部热生成 均匀热生成 基本变量 TIME,X,Y,Z TIME,X,Y,Z,TEMP TIME,X,Y,Z,TEMP,VELOCITY TIME,X,Y,Z TIME,X,Y,Z,TEMP TIME,X,Y,Z,TEMP TIME 单元-特殊表格支持 Fluid116 1-D 热－流单元 载荷 热流是基本变量TIME的函数 压力是基本变量 TIME,X,Y,Z的函数 SURF151, 152 平面效果单元 实常数 旋转速度和滑动因子(主要用于汽轮机应用如转子)是基本变量 TIME,X,Y,Z的函数 定义ANSYS表格 表格可以使用下面的方法定义: ANSYS 命令 (*DIM) 在 GUI, 使用 Utility MenuParametersArray ParametersDefine/Edit 在 GUI, 在施加边界条件时，软件允许使用现有的表格或定义新的表格。 ANSYS APDL 数组复习 ANSYS 有两种数组参数: 数组 类型定义离散的函数 表格 类型使用线性插值方法定义连续的函数。 数组可以是一、二、三维的。 两维数组有 m 行 n 列;行用行号 I标志, 从1到m列用列号J标志，从1到n。 组成数组的数称为数组元素。每个数组元素用下标 (I,J) 标志，I是行号，J是列号。 ANSYS APDL 数组复习 对于 ARRAY 类型，所有数都按照下标存储和引用。所有下标为整数。一个典型的 5x3 数组如下。 ANSYS APDL 数组复习 例如，在ANSYS命令中使用数组元素NSTR(2,4)会将数字19.1 代入，如果数组定义如下: ANSYS APDL 表格复习 TABLE 同样由一系列排列为矩阵的数组成，但TABLE 允许使用数组元素的中间值，这是通过插值方法实现的。 而且, J=0 列, 通常包括行号数字(I=1 到m), 必须变化为单向增加的数字系列 (不一定是整数)。 同样, I=0 行, 通常包括列号数字(J=1 到n), 必须变化为单向增加的数字系列 (不一定是整数)。 缺省情况下，所有标志数字从接近0的数字开始。 1-D 表格例子 例如, 1-D 表格 A 可以解释如下: A(1.5) 表示 20.0(12.0和28.0的中间数值) A(2.5) 表示 87.2(28.0 和146.4的中间数值) 2-D 表格例子 2-D 表格 PQ 可以解释如下: PQ(1,1.5) 表示 3.5(2.8 和4.2的中间数值) PQ(3.5,1.3) 表示 14.88(42.0 和-4.5平均, 9.7 和2.0平均,然后 乘上 30% 加到 42.0和-4.5的平均值上)。 载荷数组的通常习惯 尽管参数名可以达到8个字符长，表格参数由于应用于命令的域中，只能限制在7个字