Ansys热分析教程-第七章.pptVIP

第 7 章 其它对流/热流密度载荷选项 和简单的热/流单元 对流/热流作为面载荷施加 对流和热流密度边界条件可以作为面载荷施加 : 几何模型(2-D中的线, 3-D中的面), 忽略模型是否已经划分网格 ( ANSYS SFL, SFA 命令 ) 在单元面上 ( ANSYS SFE 命令 ) 在节点上 (ANSYS找到所有面都在节点集合中的单元，然后施加对流在单元面上 。ANSYS SF 命令 ) 在上述实体上只能施加一种热面载荷。也就是说，不能同时施加热流和对流边界条件到单元上。 表面效应单元 表面效应单元; SURF151 (2-D), SURF152 (3-D), 可以覆盖在任何2-D 热实体 (除了谐波单元PLANE75和PLANE78) 或 3-D 实体单元上。 为何使用表面效应单元? 给出了更多的灵活性，定义随温度变化换热系数的温度，平面温度，流体温度，平均温度，温度微分的绝对值。 允许用户对相同单元面或区域施加多个平面载荷(如热流密度和对流)。 在介质温度未知的情况下，提供了一个建立对流效果的方便办法。单元有附加节点可以与模型中其它单元相连 (如热-流单元FLUID116) 。 单元可以用于对表面热生成效果建模，因为热生成速率是作为体载荷输入的(需要输入厚度实常数)。 为何使用表面效应单元? (续) 允许计入简单的辐射效果，如辐射到空气中。 在选择的模型区域对表面热流密度和对流结果进行后处理时很方便。 当附加节点温度与介质温度相同时，提供了方便的手段(列出响应热流)得到的对流净温度损失/获得。 表面效应单元的特殊用途 介质温度可以从附加节点得到 (使用 D 命令) 或指定 (SFE 命令)。 通过USERCAL命令激活USERCV用户子程序，可以用SFE命令来修改指定的换热系数。USERCV可以修改带有或不带附加节点的表面效应单元上的换热系数。这允许用户在程序中使用特殊的换热系数计算 (参考 ANSYS Programmer’s Manual 得到细节)。 当FLUID116单元与第三个节点相连时，其它计算换热系数和介质温度的选项的时候也可以使用。 创建带有附加节点的平面单元的步骤 假设热/流单元(FLUID116)不与表面单元一起使用，下面的步骤是创建带有附加节点的平面单元的过程 : 定义平面效果单元类型并带有 “附加节点” 选项。 象通常情况下划分 2-D或 3-D实体区域。 生成附加节点。 选择要生成表面效应单元的面上的节点并选择与之相连的实体单元。 将缺省属性 (单元类型，材料特性，实常数序列)设置为要生成的平面效果单元。  (生成使用FLUID116单元的表面效应单元的过程见7-31)。 创建带有附加节点的平面单元的步骤(续) 创建不带附加节点的表面效应单元的步骤 创建不带附加节点的表面效应单元的步骤(续) 表面效应单元的图形显示 表面效应单元的图形显示 单元图的形式可以改变为下图的样子。这样可以清晰地识别附加节点。 对流连接单元 对流连接单元(LINK34)可以用于多种情况 : 在热网格模型中作为对流连接 在热/流单元和2-D和3-D热实体单元间作为对流连接 (通常平面效果单元较容易实现) 在两个或多个部分定义接触热阻时作为一种方法。由于对流单元不需要长度，节点I 和 J可以是重合的(不象对流连接单元LINK32和LINK33)。 对流连接单元 (续) 节点I和J之间的热流速率可以定义为: 见ANSYS单元手册 4-34 。 接触热阻 两个面(不同温度)在接触时接触处温度会有降低。降低是由两个平面不完全接触引起的。不完全接触，也叫接触热阻，可以有下面许多原因造成影响: 平面平整度 平面光洁度 氧化 气泡 接触压力 平面温度 润滑剂的使用 接触热阻 (续) 通常当需要接触热阻效果时，要使用对流单元连接接触面。本方法需要每个平面上的节点是对齐的 (通常重合)。因为用对流连接单元（对于具有一致节点的面很方便）定义的热阻不是单元长度的函数，因此对流单元比传导杆单元好。 接触热阻的两种方法在下面叙述。 使用对流连接单元进行接触热阻建模 LINK34 对流连接单元可以建立接触热阻。热阻由LINK34的实常数来控制。热阻定义为: 如果E=F=1 (n,CC=0), hf*A 是热传导，因此是热阻的倒数。 使用对流连接单元进行接触热阻建模(续) 下面的步骤用于在相邻部分生成LINK34单元的接触热阻: 划分各部分使得网格对齐 (接触面上网格重合) 激活适当的单元类型，材料特性和实常数 选择接触面上的节点序列 使用EINTF命令自动生成单元 :(Preprocessor Modeling Create Ele