对流选项及热流单元课件.pptVIP

?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(ANSYSSFL,SFA命令)–在单元面上(ANSYSSFE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。ANSYSSF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。

SURF151

?给出了更多的灵活性，定义随温度变化换热系数的温度，平?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)。

?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。

?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ANSYSProgrammer’sManual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

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。–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。

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在大多数情况下，表面效应单元使用带有附加节点的选项。但是，也可以创建不带附加节点的表面效应单元(如只有热流载荷)。使用下列步骤操作:–定义不带“附加节点”的平面效果单元。–象通常情况下划分2-D或3-D实体区域。–选择要生成平面效果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。

面

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。3

–在热网格模型中作为对流连接–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)。

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:

接触热阻(续)

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:

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:(PreprocessorModelingCreateElementsAuto-numberedAtCoincidentNodes)接触面上的对流杆单元

2-DSURF151和3-DSURF152热平面效果单元可以用于模拟接触热阻。

?本单元对一维热和流体建模，但它可以用于2-D或3-D实体单元。缺省情况下，单元每个节点有两个自由度，压力和温度，可以用于稳态和瞬态分析。?在绝大多数情况下,FLUID116用于在2-D和3-D模型中包括热质量传递和对流效果而不使用复杂的计算流体动力学模型。

?用户可以指定流速(使用SFE命令的HFLUX标号)，避免非线性流动计算或提供流体传导(或给程序计算流体传导提供足够的数据)。程序基于Bernoulli’s方程就可以通过流体网格方程计算压力和流分布。?热效果包括:–内部热生成(用户指定或计算粘性热流)–通过可选节点(K,L)对流或使用FLUID116节点作为平面效果单元的附加节点。

?流动效果可以包括管路摩擦损失和损失系数。?使用标准的ANSYS命令如ACEL,OMEGA,可以考虑泵和其它惯性效果。

?当包含热质量传递效果时，热传导矩阵是非对称的，因此要需要?在Bernoulli’s方程中,压力降(Pi-Pj)与流(w)不是线性关系，因此如果计算流速就需要非线性流求解。流计算可以用给出流速(使用命令)跳过并使用关键选项