ANSYS软件-热分析00.DOC

No Boundaries ANSYS热分析指南 —————————————————————————————————————————————— 目　录 第一章　简介……………………………………………………………………….1 一、热分析的目的…………………………………………………………1 二、ANSYS的热分析………………………………………………………1 三、ANSYS热分析分类……………………………………………………1 耦合分析…………………………………………………………….1 第二章　基础知识…………………………………………………………………2 符号与单位………………………………………………………….2 传热学经典理论回顾………………………………………………2 热传递的方式………………………………………………………3 稳态传热……………………………………………………………3 瞬态传热……………………………………………………………4 线性与非线性………………………………………………………4 边界条件、初始条件…………………………………………………4 热分析误差估计……………………………………………………4 第三章　稳态传热分析……………………………………………………………5 稳态传热的定义……………………………………………………5 热分析的单元………………………………………………………5 ANSYS稳态热分析的基本过程……………………………………5 实例1………………………………………………………………………9 实例2………………………………………………………………………12 第四章　瞬态传热分析…………………………………………………………20 瞬态传热分析的定义………………………………………………20 瞬态热分析的单元及命令…………………………………………20 ANSYS瞬态热分析的主要步骤……………………………………20 建模…………………………………………………………………20 加载求解……………………………………………………………21 后处理………………………………………………………………23 相变问题…………………………………………………………..23 实例1……………………………………………………………………24 实例2…………………………………………………………………….25 第一章 简 介 一、热分析的目的 　　热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量〕等。 　　热分析在许多工程应用中扮演重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。 二、ANSYS的热分析 在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Thermal、ANSYS/FLOTRAN、ANSYS/ED五种产品中包含热分析功能,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，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。 ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。 三、ANSYS 热分析分类 稳态传热：系统的温度场不随时间变化 瞬态传热：系统的温度场随时间明显变化 四、耦合分析 热－结构耦合 热－流体耦合 热－电耦合 热－磁耦合 热－电－磁－结构耦合等 第二章 基础知识 一、符号与单位 项目 国际单位 英制单位 ANSYS代号 长度 m ft 时间 s s 质量 Kg lbm 温度 ℃ oF 力 N lbf 能量（热量） J BTU 功率（热流率） W BTU/sec 热流密度 W/m2 BTU/sec-ft2 生热速率 W/m3 BTU/sec-ft3 导热系数 W/m-℃ BTU/sec-ft-oF KXX 对流系数 W/m2-℃ BTU/sec-ft2-oF HF 密度 Kg/m3 lbm/ft3 DENS 比热 J/Kg-℃ BTU/lbm-oF C 焓 J/m3 BTU/ft3 ENTH 二、传热学经典理论回顾 热分析遵循热力学第一定律，即能量守恒定律: 对于一个封闭的系统（没有质量的流入或流出〕 式中: Q —— 热量; W —— 作功; ——系统内能; ——系统动能； ——系统势能； 对于大多数工程传热问题：； 通常考虑没有做功：, 则：； 对于稳态热分析：，即流入系统的热量等于流出的热量； 对于瞬态热分析：，即流入或流出的热传递速率q等于系统内能的变化。 三、热传递的方式 1、热传导 　　热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。热传导遵循付里叶定