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
W/m 2-℃ 3
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〕
PE KE U W Q ?+?+?=-
式中: Q —— 热量;
W —— 作功;
?U ——系统内能; ?KE ——系统动能； ?PE ——系统势能；
● 对于大多数工程传热问题：0＝＝PE KE ??； ● 通常考虑没有做功：0=W , 则：U Q ?=；
●
对于稳态热分析：0=?=U Q ，即流入系统的热量等于流出的热量； ●
对于瞬态热分析：dt
dU
q =
，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律：dx
dT
k
q -=''，式中''q 为热流
密度（W/m 2），k 为导热系数（W/m-℃），“-”表示热量流向温度降低的方向。
2、热对流
热对流是指固体的表面与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量的交换。热对流可以分为两类：自然对流和强制对流。热对流用牛顿冷却方程来描述：)(B S T T h q -=''，式中h 为对流换热系数（或称膜传热系数、给热系数、膜系数等），T S 为固体表面的温度，T B 为周围流体的温度。
3、热辐射
热辐射指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。物体温度越高，单位时间辐射的热量越多。热传导和热对流都需要有传热介质，而热辐射无须任何介质。实质上，在真空中的热辐射效率最高。
在工程中通常考虑两个或两个以上物体之间的辐射，系统中每个物体同时辐射并吸收热量。它们之间的净热量传递可以用斯蒂芬—波尔兹曼方程来计算：
q A F T T =-εσ1121424()，式中q 为热流率，ε为辐射率（黑度），σ为斯蒂芬－波尔
兹曼常数，约为5.67×10-8W/m 2.K 4，A 1为辐射面1的面积，F 12为由辐射面1到辐射面2的形状系数，T 1为辐射面1的绝对温度，T 2为辐射面2的绝对温度。由上式可以看出，包含热辐射的热分析是高度非线性的。
四、稳态传热
如果系统的净热流率为０，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量：q
流入
+q
生成
-q
流出
=0，则系统处于热稳态。在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变
化。稳态热分析的能量平衡方程为（以矩阵形式表示）
[]{}{}K T Q =
式中：[]K 为传导矩阵，包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数；
{}T 为节点温度向量；
{}Q 为节点热流率向量，包含热生成；
ANSYS 利用模型几何参数、材料热性能参数以及所施加的边界条件，生成[]K 、
{}T 以及{}Q 。 五、瞬态传热
瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。在这个过程中系统的温度、热流率、热边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。根据能量守恒原理，瞬态热平衡可以表达为（以矩阵形式表示）：
[]{}[]{}{}C T
K T Q += 式中: []K 为传导矩阵，包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数；
[]C 为比热矩阵,考虑系统内能的增加;
{}T 为节点温度向量；
{} T
为温度对时间的导数;
{}Q 为节点热流率向量，包含热生成。
六、线性与非线性
如果有下列情况产生，则为非线性热分析：
①、材料热性能随温度变化，如K(T),C(T)等； ②、边界条件随温度变化，如h(T)等； ③、含有非线性单元；
④、考虑辐射传热
非线性热分析的热平衡矩阵方程为：
()[]{}()[]{}()[]C T T
K T T Q T += 七、边界条件、初始条件
ANSYS 热分析的边界条件或初始条件可分为七种：温度、热流率、热流密度、对流、辐射、绝热、生热。
八、热分析误差估计
? 仅用于评估由于网格密度不够带来的误差；
? 仅适用于SOLID 或SHELL 的热单元（只有温度一个自由度）； ? 基于单元边界的热流密度的不连续； ? 仅对一种材料、线性、稳态热分析有效； ? 使用自适应网格划分可以对误差进行控制。
第三章稳态传热分析
一、稳态传热的定义
稳态传热用于分析稳定的热载荷对系统或部件的影响。通常在进行瞬态热分析以前，进行稳态热分析用于确定初始温度分布。
稳态热分析可以通过有限元计算确定由于稳定的热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数
二、热分析的单元
热分析涉及到的单元有大约40种，其中纯粹用于热分析的有14种：
线性：LINK32 两维二节点热传导单元
LINK33 三维二节点热传导单元
LINK34 二节点热对流单元
LINK31 二节点热辐射单元
二维实体： PLANE55 四节点四边形单元
PLANE77 八节点四边形单元
PLANE35 三节点三角形单元
PLANE75 四节点轴对称单元
PLANE78 八节点轴对称单元
三维实体SOLID87 六节点四面体单元
SOLID70 八节点六面体单元
SOLID90 二十节点六面体单元
壳SHELL57 四节点
点MASS71
有关单元的详细解释，请参阅《ANSYS Element Reference Guide》
三、ANSYS稳态热分析的基本过程
ANSYS热分析可分为三个步骤：
?前处理：建模
?求解：施加载荷计算
?后处理：查看结果
1、建模
①、确定jobname、title、unit；
②、进入PREP7前处理，定义单元类型，设定单元选项；
③、定义单元实常数；
④、定义材料热性能参数，对于稳态传热，一般只需定义导热系数，它可以是恒定
的，也可以随温度变化；
⑤、创建几何模型并划分网格，请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。
2、施加载荷计算
①、定义分析类型
●如果进行新的热分析：
Command: ANTYPE, STATIC, NEW
GUI: Main menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis>Steady-state
●如果继续上一次分析，比如增加边界条件等：
Command: ANTYPE, STATIC, REST
GUI: Main menu>Solution>Analysis Type->Restart
②、施加载荷
可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷(边界条件) ：
a、恒定的温度
通常作为自由度约束施加于温度已知的边界上。
Command Family: D
GUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Temperature
b、热流率
热流率作为节点集中载荷，主要用于线单元模型中(通常线单元模型不能施加对流或热流密度载荷)，如果输入的值为正，代表热流流入节点，即单元获取热量。如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS读取温度值进行计算。
注意：如果在实体单元的某一节点上施加热流率，则此节点周围的单元要密一些，在两种导热系数差别很大的两个单元的公共节点上施加热流率时，尤其要注意。此外，尽可能使用热生成或热流密度边界条件，这样结果会更精确些。
Command Family: F
GUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Heat Flow
c、对流
对流边界条件作为面载施加于实体的外表面，计算与流体的热交换，它仅可施加于实体和壳模型上，对于线模型，可以通过对流线单元LINK34考虑对流。
Command Family: SF
GUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Convection
d、热流密度
热流密度也是一种面载。当通过单位面积的热流率已知或通过FLOTRAN CFD 计算得到时，可以在模型相应的外表面施加热流密度。如果输入的值为正，代表热流流入单元。热流密度也仅适用于实体和壳单元。热流密度与对流可以施加在同一外表面，但ANSYS仅读取最后施加的面载进行计算。
Command Family: F
GUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Heat Flux
e、生热率
生热率作为体载施加于单元上，可以模拟化学反应生热或电流生热。它的单位是单位体积的热流率。
Command Family: BF
GUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Heat Generat
③、确定载荷步选项
对于一个热分析，可以确定普通选项、非线性选项以及输出控制。
a. 普通选项
?时间选项：虽然对于稳态热分析，时间选项并没有实际的物理意义，但它提供了一个方便的设置载荷步和载荷子步的方法。
Command: TIME
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time-Time Step/Time and Substps
?每载荷步中子步的数量或时间步大小：对于非线性分析，每一载荷步需要多个子步。
Command: NSUBST
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts->Time/Frequenc>Time and Substps
Command: DELTIM
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts->Time/Frequenc>Time-Time Step
?递进或阶越选项：如果定义阶越(stepped)选项，载荷值在这个载荷步内保持不变；
如果为递进(ramped)选项，则载荷值由上一载荷步值到本载荷步值随每一子步线性变化。
Command: KBC
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time-Time Step/Time and Substps
b. 非线性选项
?迭代次数：本选项设置每一子步允许的最多的迭代次数。默认值为25，对大数热分析问题足够。
Command: NEQIT
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Nolinear>Equilibrium Iter
?自动时间步长: 对于非线性问题，可以自动设定子步间载荷的增长，保证求解的稳定性和准确性。
Command: AUTOTS
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time-Time Step/Time and Substps
?收敛误差：可根据温度、热流率等检验热分析的收敛性。
Command: CNVTOL
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Nolinear>Convergence Crit
?求解结束选项：如果在规定的迭代次数内，达不到收敛，ANSYS可以停止求解或到下一载荷步继续求解。
Command: NCNV
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Nolinear>Criteria to Stop
?线性搜索：设置本选项可使ANSYS用Newton-Raphson方法进行线性搜索。
Command: LNSRCH
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Nolinear>Line Search
?预测矫正：本选项可激活每一子步第一次迭代对自由度求解的预测矫正。
Command: PRED
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Nolinear>Predictor
c. 输出控制
?控制打印输出：本选项可将任何结果数据输出到*.out 文件中。
Command: OUTPR
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>Solu Printout
?控制结果文件：控制*.rth的内容。
Command: OUTRES
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File
④、确定分析选项
a. Newton-Raphson选项（仅对非线性分析有用）
Command: NROPT
GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options
b. 选择求解器：可选择如下求解器中一个进行求解：
?Frontal solver(默认）
?Jacobi Conjugate Gradient(JCG) solver
?JCG out-of-memory solver
?Incomplete Cholesky Conjugate Gradient(ICCG) solver
?Pre-Conditioned Conjugate Gradient Solver(PCG)
?Iterative(automatic solver selection option)
Command: EQSLV
GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options
注意：热分析可选用Iterative选项进行快速求解，但如下情况除外：?热分析包含SURF19或SURF22或超单元；
?热辐射分析；
?相变分析
?需要restart an analysis
c. 确定绝对零度：在进行热辐射分析时，要将目前的温度值换算为绝对温度。如果
使用的温度单位是摄氏度，此值应设定为273；如果使用的是华氏度，则为460。
Command: TOFFST
GUI: Main Menu>Solution>Analysis Options
⑤、保存模型: 点击ANSYS工具条SAVE_DB。
⑥、求解
Command: SOLVE
GUI: Main Menu>Solution>Current LS
3、后处理
ANSYS将热分析的结果写入*.rth文件中，它包含如下数据：
基本数据：
?节点温度
导出数据：
?节点及单元的热流密度
?节点及单元的热梯度
?单元热流率
?节点的反作用热流率
?其它
对于稳态热分析，可以使用POST1进行后处理，关于后处理的完整描述，可参阅《ANSYS Basic Analysis Procedures Guide》。
进入POST1后，读入载荷步和子步：
Command: SET
GUI: Main Menu>General Postproc>-Read Results-By Load Step
可以通过如下三种方式查看结果：
?彩色云图显示
Command: PLNSOL, PLESOL, PLETAB等
GUI: Main Menu>General Postproc>Plot Results>Nodal Solu, Element Solu, Elem Table
?矢量图显示
Command: PLVECT
GUI: Main Menu>General Postproc>Plot Results>Pre-defined or Userdefined
?列表显示
Command: PRNSOL, PRESOL, PRRSOL等
GUI: Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solu, Element Solu, Reaction Solu 详细过程请参阅《ANSYS Basic Analysis Procedures Guide》。
实例1：
某一潜水艇可以简化为一圆筒，它由三层组成，最外面一层为不锈钢，中间为玻纤隔热层，最里面为铝层，筒内为空气，筒外为海水，求内外壁面温度及温度分布。
几何参数：筒外径30 feet
总壁厚 2 inch
不锈钢层壁厚0.75 i nch
玻纤层壁厚 1 inch
铝层壁厚0.25 i nch
筒长200 feet
导热系数不锈钢8.27 B TU/hr.ft.o F
玻纤0.028 BTU/hr.ft.o F
铝117.4 BTU/hr.ft.o F
边界条件空气温度70 o F
海水温度44.5 o F
空气对流系数 2.5 BTU/hr.ft2.o F
海水对流系数80 BTU/hr.ft2.o F
沿垂直于圆筒轴线作横截面，得到一圆环，取其中1度进行分析,如图示。
以下分别列出log文件和菜单文件。
/filename, Steady1
/title, Steady-state thermal analysis of submarine
/units, BFT
Ro=15 !外径(ft)
Rss=15-(0.75/12) !不锈钢层内径ft)
Rins=15-(1.75/12) !玻璃纤维层内径(ft)
Ral=15-(2/12) !铝层内径(ft)
Tair=70 !潜水艇内空气温度
Tsea=44.5 !海水温度
Kss=8.27 !不锈钢的导热系数(BTU/hr.ft.oF)
Kins=0.028 !玻璃纤维的导热系数(BTU/hr.ft.oF) Kal=117.4 !铝的导热系数(BTU/hr.ft.oF)
Hair=2.5 !空气的对流系数(BTU/hr.ft2.oF)
Hsea=80 !海水的对流系数(BTU/hr.ft2.oF)
/prep7
et,1,plane55 !定义二维热单元
mp,kxx,1,Kss !设定不锈钢的导热系数
mp,kxx,2,Kins !设定玻璃纤维的导热系数
mp,kxx,3,Kal !设定铝的导热系数
pcirc,Ro,Rss,-0.5,0.5 !创建几何模型
pcirc,Rss,Rins,-0.5,0.5
pcirc,Rins,Ral,-0.5,0.5
aglue,all
numcmp,area
lesize,1,,,16 !设定划分网格密度
lesize,4,,,4
lesize,14,,,5
lesize,16,,,2
eshape,2 !设定为映射网格划分
mat,1
amesh,1
mat,2
amesh,2
mat,3
amesh,3
/SOLU
SFL,11,CONV,HAIR,,TAIR !施加空气对流边界
SFL,1,CONV,HSEA,,TSEA !施加海水对流边界
SOLVE
/POST1
PLNSOL ！输出温度彩色云图
finish
菜单操作:
1.U tility Menu>File>change jobename, 输入Steady1；
2.U tility Menu>File>change title,输入Steady-state thermal analysis of submarine；
3.在命令行输入:/units, BFT；
4.M ain Menu: Preprocessor；
5.M ain Menu: Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,选择PLANE55；
6.M ain Menu: Preprocessor>Material Prop>-Constant-Isotropic,默认材料编号为1,在KXX框中
输入8.27,选择APPL Y,输入材料编号为2,在KXX框中输入0.028,选择APPL Y,输入材料编号为3,在KXX框中输入117.4；
7.M ain Menu: Preprocessor>-Modeling->Create>-Areas-Circle>By Dimensions ,在RAD1中输
入15,在RAD2中输入15-(.75/12),在THERA1中输入-0.5,在THERA2中输入0.5,选择APPL Y,在RAD1中输入15-(.75/12),在RAD2中输入15-(1.75/12),选择APPL Y,在RAD1中输入15-(1.75/12),在RAD2中输入15-2/12,选择OK；
8.M ain Menu: Preprocessor>-Modeling->Operate>-Booleane->Glue>Area,选择PICK ALL；
9.M ain Menu: Preprocessor>-Meshing-Size Contrls>-Lines-Picked Lines,选择不锈钢层短边,在NDIV框中输入4,选择APPL Y,选择玻璃纤维层的短边,在NDIV框中输入5,选择APPL Y,选择铝层的短边,在NDIV框中输入2,选择APPL Y,选择四个长边,在NDIV中输入16；10.Main Menu: Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Area,选择不锈钢层,在MAT框中输入1,选择APPL Y,选择玻璃纤维层,在MAT框中输入2,选择APPL Y,选择铝层,在MAT框中输入3,选择OK；
11.Main Menu: Preprocessor>-Meshing-Mesh>-Areas-Mapped>3 or 4 sided,选择PICK ALL；
12.Main Menu: Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Convection>On lines,选择不锈钢外壁,在V ALI框中输入80,在V AL2I框中输入44.5,选择APPL Y,选择铝层内壁,在V ALI框中输入2.5,在V AL2I框中输入70,选择OK；
13.Main Menu: Solution>-Solve-Current LS；
14.Main Menu: General Postproc>Plot Results>-Contour Plot-Nodal Solu,选择Temperature。
实例2
一圆筒形的罐有一接管,罐外径为3英尺，壁厚为0.2英尺，接管外径为0.5英尺，壁厚为0.1英尺，罐与接管的轴线垂直且接管远离罐的端部。如图所示：
罐内流体温度为华氏450度,与罐壁的对流换热系数年为250BUT/hr-ft2-o F,接管内流体的温度为华氏100度,与管壁的对流换热系数随管壁温度而变。接管与罐为同一种材料，它的热物理性能如下表所示：
求罐与接管的温度分布。
以下分别列出LOG文件及菜单操作
/prep7
/title,Steady-state thermal analysis of pipe junction
/units,bin ！使用英制单位
et,1,90 ！定义热单元
mp,dens,1,.285 ！密度
mptemp,,70,200,300,400,500 ！建立温度表
mpdata,kxx,1,,8.35/12,8.90/12,9.35/12,9.80/12,10.23/12 ！导热系数
mpdata,c,1,,0.133,0.177,0.119,0.122,0.125 ！比热
mpdata,hf,2,,426/144,405/144,352/144,275/144,221/144 ！接管对流系数！定义几何模型参数
ri1=1.3 ！罐内半径
ro1=1.5 ！罐外半径
z1=2 ！罐长
ri2=0.4 ！接管内半径
ro2=0.5 ！接管外半径
z2=2 ！接管长
！建立几何模型
cylind,ri1,ro1,,z1,,90 ！1/4罐体
wprota,0,-90 ！将工作平面旋转到垂直于接管轴线cylind,ri2,ro2,,z2,-90 ！1/4接管
wpstyl,defa ！将工作平面恢复到默认状态vovlap,1,2 ！进行OVERLAP布尔操作
/pnum,volu,1 ！打开实体编号
/view,,-3,-1,1 ！定义显示角度
/type,,4
/title, V olumes used in building pipe/tank junction
vplot ！显示实体
vdele,3,4,,1 ！删除多余实体
！划分网格
asel,,loc,z,z1 ！选择罐上Z=Z1的面
asel,a,loc,y,0 ！添加选择罐上Y=0的面
cm,aremote,area ！创建名为AREMOTE的面组
/pnum,area,1
/pnum,line,1
/title,lines showing the portion being modeled
aplot
/noerase
lplot
/erase
accat,all ！组合罐远端的面及线，为映射划分网
！格作准备
lccat,12,7
lccat,10,5
lesize,20,,,4 ！在接管壁厚方向分4等分
lesize,40,,,6 ！在接管长度方向分6等分
lesize,6,,,4 ！在罐壁厚方向分4等分
allsel ！选择EVERYTHING
esize,0.4 ！设定默认的单元大小
mshape,0,3d ！选择3D映射网格
mshkey,1
save ！保存数据文件
vmesh,all ！划分网格，产生节点与单元
/pnum,defa
/title, elements in portion being modeled
eplot ！显示单元
finish
！加载求解
/solu
antype,static ！定义为稳态分析
nropt,auto ！设置求解选项为Program-chosen
！Newton-Raphson tunif,450 ！设定初始所有节点温度
csys,1 ！变为柱坐标
nsel,s,loc,x,ri1 ！选择罐内表面的节点
sf,all,conv,250/144,450 ！定义对流边界条件
cmsel,,aremote ！选择AREMOTE面组
nsla,,1 ！选择属于AREMOTE面组的节点d,all,temp,450 ！定义节点温度
wprota,0,-90 ！将工作平面旋转到垂直于接管轴线cswpla,11,1 ！创建局部柱坐标
nsel,s,loc,x,ri2 ！选择接管内壁的节点
sf,all,conv,-2,100 ！定义对流边界条件
allsel ！选择EVERYTHING
/pbc,temp,,1 ！显示所有温度约束
/psf,conv,,2 ！显示所有对流边界
/title,Boundary conditions
nplot ！显示节点
wpstyle,defa ！工作平面恢复默认状态
csys,0 ！变为直角坐标
autots,on ！打开自动步厂长
nsubst,50 ！设定子步数量
kbc,0 ！设定为阶越
outpr,nsol,last ！设置输出
solve ！进行求解
finish
！进入后处理
/post1
/title,Temperature contrours at pipe/tank junction
plnsol,temp ！显示温度彩色云图
finish
/exit,all
菜单操作
1、设定标题:Utility Menu>File>Change Title,输入Steady-State analysis of pipe junction,选择
OK;
2、设定单位制:在命令提示行输入/UNITS,BIN;
3、定义单元类型:Main Menu>Preprocesor>Element Type>Add/Edit/Delete,选择Thermal Solid,
Bricck 20 node 90号单元;
4、定义材料属性
(1)Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Constant->Isotropic,默认材料编号1,在
DENSITY框中输入0.285;
(2)Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Temp Dependent->Temp Table,输入温度
70,200,300,400,500;
(3)Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Temp Dependent->Prop Table,选择导热系数
KXX,材料编号为1,输入与温度表对应的导热系数
8.35/12,8.9/12,9.35/12,9.8/12,10.23/12,选择APPL Y;
(4)选择比热C,材料编号为1,输入0.113,0.117,0.119,0.122,0.125,选择APPL Y;
(5)选择对流系数HF,材料编号为2,输入426/144,405/144,352/144,275/144, 221/144，选择
OK。
5、定义几何模型参数：Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters,输入
ri1=1.3,ro1=1.5,z1=2,ri2=0.4,ro2=0.5,z2=2;
6、建立几何模型
(1)Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Create>-V olumes->Cylinder>By
Dimensions, Outer radius框中输入ro1,Optional inner radium框中输入ri1,Z coordinates框中输入0和Z1,Ending angle框中输入90;
(2)Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments,在XY,YZ,ZX框中输入0,-90;
(3)Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Create>-V olumes->Cylinder>By
Dimensions; Outer radius框中输入ro2, Optional inner radium框中输入ri2, Z coordinates 框中输入0和Z2,Starting angle框中输入-90,Ending angle框中输入0;
(4)Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Global Cartesian；
7、进行布尔操作:Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Operate>-Booleans->
Overlap >Volumes,选择Pick All；
8、观察几何模型
(1)Utility Menu>PlotCtrls>Numbering,打开volumes;
(2)Utility Menu>PlotCtrls>View Direction, 在Coords of view point框中输入-3,-1,1；
9、删除多余实体Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Delete>Volume and Below,在命令输
入行输入3,4回车；
10、创建组AREMOTE
(1)Utility Menu>Select>Entities,选择Area, By location, Z Coordinates, 在Min, Max框中
输入Z1,选择APPL Y,Y Coordinates, 在Min, Max框中输入0,OK;
(2)Utility Menu>Select>Comp/Assembly>Create Component,在Component name框中输
入AREMOTE, 在Components is made of菜单中选择AREA；
11、组合面及线
(1)Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Mesh>-V olumes->Mapped>
-Concatenate->Area,选择Pick all；
(2)Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Mesh>-V olumes->Mapped>
-Concatenate->Lines,在命令行中输入12,7回车,选择APPL Y,在命令行中输入10,5回车,OK；
12、设定网格密度
(1)Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Size Cntrls>Picked Lines,选择线6和20,OK,在
No. of element divisions框中输入4,OK；
(2)Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Size Cntrls>Picked Lines,选择线40,OK,在No.
of element divisions框中输入6,OK；
(3)Utility Menu>Select>Everything；
(4)Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Size Cntrls>-Global->Size,在element edge
length框中输入0.4,OK；
13、划分网格:Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Mesh>-V olumes->Mapped>4 to 6 sides,选
择Pick All；
14、定义求解类型及选项
(1)Main Menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis,选择Steady-State；
(2)Main Menu>Solution>-Analysis Options,选择Program-chosen；
15、施加对流载荷
(1)Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cylindrical；
(2)Utility Menu>Select>Entities,选择Nodes, By location, X,在Min, Max框中输入
ri1,OK；
(3)Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Convection>On Nodes,选择Pick All,
输入250/144及450,OK；
16、在AREMOTE组上施加温度约束
(1)Utility Menu>Select>Comp/Assembly>Select Comp/Assembly,选aremote;
(2)Utility Menu>Select>Entities,选择Nodes, Attached to, On the Area all, OK；
(3)Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Temperature>On Nodes,选择Pick
all,输入45,OK；
17、施加与温度有关的对流边界条件
(1)Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments,在XY,YZ,ZX Angles框中输入
0,-90,OK;
(2)Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>At WP Origin,
在Type of coordinate system菜单中,选择Cylindrical 1,OK；
(3)Utility Menu>Select Entities,选择Nodes, By location, X, 在Min, Max框中输入
ri2,OK；
(4)Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Convection>On Nodes,选择Pick All,
在Film coefficient框中输入-2,在Bulk temperature框中输入100,OK;
(5)Utility Menu>Select>Everything；
(6)Utility Menu>PlotCtrls>Symbols,在Show pres and convect as菜单中选择Arrow, OK;
(7)Utility Menu>Plot>Nodes；
18、恢复工作平面及坐标系统
(1)Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cartesian；
(2)Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Global Cartesian；
19、设定载荷步选项:
Main Menu>Solution>-Load Step Options->Time/Frequenc>Time and Substeps,在Number of substeps框中输入50,设置Automatic time stepping为On；
20、求解:Main Menu>Solution>-Solve->Current LS
21、显示温度分布彩色云图: Main Menu>General Postproc>Plot Results>-Contour
Plot->Nodal Solu,选择Temperature TEMP。
《ANSYS Verification Manual》中关于稳态热分析的实例：
VM58 Centerline temperature of a heat generating wire
VM92 Insulted wall temperature
VM93 Temperature dependent conductivity
VM94 Heat generating plate
VM95 Heat transfer from a cooling spine
VM96 Temperature distribution in a short solid cylinder
VM97 Temperature distribution along a straight fin
VM98 Temperature distribution along a tapered fin
VM99 Temperature distribution in a trapezoidal fin
VM100 Heat conductivity across a chimney section
VM101 Temperature distribution in a short solid cylinder
VM102 Cylinder with temperature dependent conductivity
VM103 Thin plate with a central heat source
VM105 Heat generation coil with temperature dependent conductivity
VM108 Temperature gradient across a solid cylinder
VM118 Centerline temperature of a heat generating wire
VM160 Solid cylinder with harmonic temperature load
VM161 Heat flow from a insulated pipe
VM162 Cooling of a circular fin of rectangular profile
VM193 Adaptive analysis of two-dimensional heat transfer with convection
第四章瞬态传热分析
一、瞬态传热分析的定义
瞬态热分析用于计算一个系统的随时间变化的温度场及其它热参数。在工程上一般用瞬态热分析计算温度场，并将之作为热载荷进行应力分析。
瞬态热分析的基本步骤与稳态热分析类似。主要的区别是瞬态热分析中的载荷是随时间变化的。为了表达随时间变化的载荷，首先必须将载荷～时间曲线分为载荷步。载荷～时间曲线中的每一个拐点为一个载荷步，如下图所示。
对于每一个载荷步，必须定义载荷值及时间值，同时必须选择载荷步为渐变或阶越。
二、瞬态热分析中的单元及命令
瞬态热分析中使用的单元与稳态热分析相同。要了解每个单元的详细说明，请参阅《ANSYS Element Reference Guide》。要了解每个命令的详细功能，请参阅《ANSYS Command Reference Guide》。
三、ANSYS 瞬态热分析的主要步骤
?建模
?加载求解
?后处理
四、建模
?确定jobname、title、units, 进入PREP7；
?定义单元类型并设置选项；
?如果需要，定义单元实常数；
?定义材料热性能：一般瞬态热分析要定义导热系数、密度及比热；
?建立几何模型；
?对几何模型划分网格。
关于建模及划分网格，请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。
五、加载求解
1、定义分析类型
?如果第一次进行分析，或重新进行分析
GUI: Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis>Transient
Command: ANTYPE,TRANSIENT,NEW
?如果接着上次的分析继续进行（例如增加其它载荷）
GUI: Main Menu>Solution>Analysis Type>Restart
Command: ANTYPE,TRANSIENT,REST
2、获得瞬态热分析的初始条件
①、定义均匀温度场
如果已知模型的起始温度是均匀的，可设定所有节点初始温度
Command:TUNIF
GUI: Main Menu> Solution>-Loads->Settings>Uniform Temp
如果不在对话框中输入数据，则默认为参考温度，参考温度的值默认为零，但可通过如下方法设定参考温度：
Command:TREF
GUI: Main Menu> Solution>-Loads->Settings>Reference Temp
注意：设定均匀的初始温度，与如下的设定节点的温度（自由度）不同Command: D
GUI: Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Temperature>On Nodes 初始均匀温度仅对分析的第一个子步有效；而设定节点温度将保持贯穿整个瞬态分析过程，除非通过下列方法删除此约束：
Command:DDELE
GUI: Main Menu> Solution>-Loads->Delete>-Thermal-Temperature>On Nodes
②、设定非均匀的初始温度
在瞬态热分析中，节点温度可以设定为不同的值：
Command:IC
GUI: Main Menu> Solution>Loads>Apply>-Initial Condit'n>Define
如果初始温度场是不均匀的且又是未知的，就必须首先作稳态热分析确定初始条件：
?设定载荷（如已知的温度、热对流等）
?将时间积分设置为OFF：
Command: TIMINT, OFF
GUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time Integration ?设定一个只有一个子步的，时间很小的载荷步（例如0.001）：
Command: TIME
GUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time and Substps ?写入载荷步文件：
Command:LSWRITE
GUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>Write LS File
或先求解：
Command:SOLVE
GUI: Main Menu> Solution>Solve>Current LS
注意：在第二载荷步中，要删去所有设定的温度，除非这些节点的温度在瞬态分析
与稳态分析相同。
3、设定载荷步选项
①、普通选项
●时间：本选项设定每一载荷步结束时的时间：
Command: TIME
GUI: Main Menu> Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time and Substps
●每个载荷步的载荷子步数，或时间增量
对于非线性分析，每个载荷步需要多个载荷子步。时间步长的大小关系到计算的精度。步长越小，计算精度越高，同时计算的时间越长。根据线性传导热传递，可以按如下公式估计初始时间步长：
2
ITS=δα
其中δ为沿热流方向热梯度最大处的单元的长度，α为导温系数，它等于导热系数
=k c)。
除以密度与比热的乘积（αρ
Command: NSUBST or DELTIM
GUI: Main Menu> Solution>-Load Step Opts->Time/Frequenc>Time and Substps 如果载荷在这个载荷步是恒定的，需要设为阶越选项；如果载荷值随时间线性变化，则要设定为渐变选项：
Command: KBC
GUI: Main Menu> Solution>-Load Step Opts->Time/Frequenc>Time and Substps
②、非线性选项
●迭代次数：每个子步默认的次数为25，这对大多数非线性热分析已经足够。
Command: NEQIT
GUI: Main Menu> Solution>-Load step opts>Nonlinear>Equilibrium Iter
●自动时间步长：本选项为ON时，在求解过程中将自动调整时间步长。
Command: AUTOTS
GUI: Main Menu> Solution>-Load Step Opts->Time/Frequenc>Time and Substps
●时间积分效果：如果将此选项设定为OFF，将进行稳态热分析。
Command: TIMINT
GUI: Main Menu> Solution>-Load Step Opts->Time/Frequenc>Time Integration
③、输出选项
?控制打印输出：本选项可将任何结果数据输出到*.out 文件中
Command: OUTPR
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts->Output Ctrls>Solu Printout
?控制结果文件：控制*.rth的内容
Command: OUTRES
GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts->Output Ctrls>DB/Results File
④、存盘求解
六、后处理
ANSYS提供两种后处理方式：
?POST1，可以对整个模型在某一载荷步（时间点）的结果进行后处理；
Command: POST1
GUI: Main Menu>General Postproc.
?POST26，可以对模型中特定点在所有载荷步（整个瞬态过程）的结果进行后处
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 W/m 2-℃ 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〕 PE KE U W Q ?+?+?=- 式中: Q —— 热量; W —— 作功; ?U ——系统内能; ?KE ——系统动能； ?PE ——系统势能； ● 对于大多数工程传热问题：0＝＝PE KE ??； ● 通常考虑没有做功：0=W , 则：U Q ?=； ● 对于稳态热分析：0=?=U Q ，即流入系统的热量等于流出的热量； ● 对于瞬态热分析：dt dU q = ，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律：dx dT k q -=''，式中''q 为热流密度（W/m 2），k 为导热系数（W/m-℃），“-”表示热量流向温度降低的方向。
【转】热-结构耦合分析 知识掌握篇2009-05-31 14:09:19 阅读131 评论0 字号：大中小订阅 热-结构耦合问题是结构分析中通常遇到的一类耦合分析问题.由于结构温度场的分 布不均会引起结构的热应力,或者结构部件在高温环境中工作,材料受到温度的影响会发生性能的改变,这些都是进行结构分析时需要考虑的因素.为此需要先进行相应的热分析, 然后在进行结构分析.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.本章主要介绍在ANSYS中进行稳态,瞬态热分析的基本过程,并讲解如何完整的进行热-结构耦合分析. 21.1 热-结构耦合分析简介 热-结构耦合分析是指求解温度场对结构中应力,应变和位移等物理量影响的 分析类型.对于热-结构耦合分析,在ANSYS中通常采用顺序耦合分析方法,即 先进行热分析求得结构的温度场,然后再进行结构分析.且将前面得到的温度场作 为体载荷加到结构中,求解结构的应力分布.为此,首先需要了解热分析的基本知 识,然后再学习耦合分析方法. 21.1.1 热分析基本知识 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. 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.热对流是指固体的表面和与它周围接触的流体之间,由于温差的存在引起的热量的交换.热辐射指物体发射电磁能,并被其它物体吸收转变为热的热量交换
本章向读者介绍非稳态热分析的基本知识， 主要包括非稳态热分析的应用、 非稳态热分析的基本步骤。 非稳态导热的基本概念 非稳态热分析的应用 非稳态热分析单元 分析的基本步骤 丄本章案例 钢球非稳态传热过程分析 不同材料金属块水中冷却的非稳态传热过程分析 高温铜导线冷却过程分析 7.1 非稳态热分析概述 物体的温度随时间而变化的导热过程称为非稳态导热。 根据物体温度随着时间的推移而变化的 特性可本章要点 非稳态热分析单兀、
以区分为两类非稳态导热：物体的温度随时间的推移逐渐趋于恒定的值以及物体的温度随时间而作周期性的变化。无论在自然界还是工程实际问题中，绝大多数传热过程都是非稳态的。许多工程实际问题需要确定物体内部的温度场随时间的变化，或确定其内部温度达到某一限定值所需要的时间。例如：在机器启动、停机及变动工况时，急剧的温度变化会使部件因热应力而破坏，因此需要确定物体内部的瞬时温度场；钢制工件的热处理是一个典型的非稳态导热过程，掌握工件中温度变化的速率是控制工件热处理质量的重要因素。再例如，金属在加热炉内加热时，需要确定它在加热炉内停留的时间，以保证达到规定的中心温度。可见，非稳态热分析是有相当大的应用价值的。 ANSYS 11.0 及其相关的下属产品均支持非稳态的热分析。非稳态热分析确定了温度以及其它随时间变化的热参数。 7.1.1 非稳态热分析特性 瞬态热分析用于计算一个系统的随时间变化的温度场及其它热参数。在工程上一般用瞬态热分析计算温度场，并将之作为热载荷进行应力分析。 瞬态热分析的基本步骤与稳态热分析类似。主要的区别是瞬态热分析中的载荷是随时间变化的。为了表达随时间变化的载荷，首先必须将载荷 - 时间曲线分为载荷步。对于每一个载荷步，必须定义载荷值及时间值，同时必须选择载荷步为渐变或阶越。
ANSYS热应力分析例题 实例1圆简内部热应力分折： 有一无限长圆筒，其核截面结构如图13—1所示，简内壁温度为200℃，外壁温度为20℃，圆筒材料参数如表13．1所示，求圆筒内的温度场、应力场分布。 该问题属于轴对称问题。由于圆筒无限长，忽略圆筒端部的热损失。沿圆筒纵截面取宽度为10M的如图13—2所示的矩形截面作为几何模型。在求解过程中采用间接求解法和直接求解法两种方法进行求解。间接法是先选择热分析单元，对圆筒进行热分析，然后将热分析单元转化为相应的结构单元，对圆筒进行结构分析；直接法是采用热应力藕合单元，对圆筒进行热力藕合分析。 /filname,exercise1-jianjie /title,thermal stresses in a long /prep7 $Et,1,plane55 Keyopt,1,3,1 $Mp,kxx,1,70 Rectng,0.1,0.15,0,0.01 $Lsel,s,,,1,3,2 Lesize, all,,,20 $Lsel,s,,,2,4,2 Lesize,all,,,5 $Amesh,1 $Finish /solu $Antype,static Lsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $d,all,temp,200 lsel,s,,,2 $nsll,s,1 $d,all,temp,20 allsel $outpr,basic,all solve $finish /post1 $Set,last /plopts,info,on Plnsol,temp $Finish /prep7 $Etchg,tts Keyopt,1,3,1 $Keyopt,1,6,1 Mp,ex,1,220e9 $Mp,alpx,,1,3e-6 $Mp,prxy,1,0.28 Lsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $Cp,8,ux,all Lsel,s,,,2 $Nsll,s,1 $Cp,9,ux,all Allsel $Finish /solu $Antype,static D,all,uy,0 $Ldread,temp,,,,,,rth Allsel $Solve $Finish /post1 /title,radial stress contours Plnsol,s,x /title,axial stress contours Plnsol,s,y /title,circular stress contours Plnsol,s,z /title,equvialent stress contours Plnsol,s,eqv $finish
第三章稳态热分析 3.1稳态传热的定义 ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical，ANSYS/FLOTRAN和 ANSYS/Professional这些产品支持稳态热分析。稳态传热用于分析稳定的热载荷对系统或部件的影响。通常在进行瞬态热分析以前，进行稳态热分析用于确定初始温度分布。也可以在所有瞬态效应消失后，将稳态热分析作为瞬态热分析的最后一步进行分析。 稳态热分析可以计算确定由于不随时间变化的热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数。这些热载荷包括： 对流 辐射 热流率 热流密度（单位面积热流） 热生成率（单位体积热流） 固定温度的边界条件 稳态热分析可用于材料属性固定不变的线性问题和材料性质随温度变化的非线性问题。事实上，大多数材料的热性能都随温度变化，因此在通常情况下，热分析都是非线性的。当然，如果在分析中考虑辐射，则分析也是非线性的。 3.2热分析的单元 ANSYS和ANSYS/Professional中大约有40种单元有助于进行稳态分析。有关单元的详细描述请参考《ANSYS Element Reference》，该手册以单元编号来讲述单元，第一个单元是LINK1。单元名采用大写，所有的单元都可用于稳态和瞬态热分析。其中SOLID70单元还具有补偿在恒定速度场下由于传质导致的热流的功能。这些热分析单元如下： 表3-1二维实体单元 单元维数形状及特点自由度 PLANE35 二维六节点三角形单元温度（每个节点） PLANE55 二维四节点四边形单元温度（每个节点） PLANE75 二维四节点谐单元温度（每个节点） PLANE77 二维八节点四边形单元温度（每个节点） PLANE38 二维八节点谐单元温度（每个节点）
第33例瞬态热分析实例——水箱 本例介绍了利用ANSYS进行瞬态热分析的方法和步骤、瞬态热分析时材料模型所包含的内容，以及模型边界条件和初始温度的施加方法。 33.1概述 热分析是计算热应力的基础，热分析分为稳态热分析和瞬态热分析，稳态热分析将在后面两个例子中介绍，本例介绍瞬态热分析。 33.1.1 瞬态热分析的定义 瞬态热分析用于计算系统随时间变化的温度场和其他热参数。一般用瞬态热分析计算温度场，并找到温度梯度最大的时间点，将此时间点的温度场作为热载荷来进行应力计算。 33.1.2 嚼态热分析的步骤 瞬态热分析包括建模、施加载荷和求解、查看结果等几个步骤。 1．建模 瞬态热分析的建模过程与其他分析相似，包括定义单元类型、定义单元实常数、定义材料特性、建立几何模型和划分网格等。 注意：瞬态热分析必须定义材料的导热系数、密度和比热。 2.施加载荷和求解 (1)指定分析类型， Main Menu→Solution→Analysis Type→New Analysis,选择 Transient。 (2)获得瞬态热分析的初始条件。 定义均匀的初始温度场：Main Menu→Solution→Define Loads→Settings→Uniform Temp，初始温度仅对第一个子步有效，而用Main Menu →Solution→Define Loads→Apply→Thermal→Temperature命令施加的温
度在整个瞬态热分析过程中均不变，应注意二者的区别。 定义非均匀的初始温度场：如果非均匀的初始温度场是已知的，可以用Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Initial Condit'n→Define 即IC命令施加。非均匀的初始温度场一般是未知的，此时必须先进行行稳态分析确定该温度场。该稳态分析与一般的稳态分析相同。 注意：要设定载荷（如已知的温度、热对流等），将时间积分关闭，选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time Integration→Amplitude Decay;设定只有一个子步，时间很短（如(0.01s)的载荷步， Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time →Time Step。 (3)设置载荷步选项。 普通选项包括每一载荷步结束的时间、每一载荷步的子步数、阶跃选项等，选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time-Time Step. 非线性选项包括：迭代次数（默认25），选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Nonlinear→Equilibrium Iter;打开自动时间步长，选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time→Time Step：将时间积分打开，选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time Integration→Amplitude Decay. 输出选项包括：控制打印的输出，选择Main Menu→Solution→Load Step Opts→Output Ctrls→Solu Printout; 结果文件的输出，选择Main Menu →Solution→Load Step Opts→Output Ctrls→DB/Results File.
ANSYS稳态热分析的基本过程 ANSYS热分析可分为三个步骤： ?前处理：建模、材料和网格 ?分析求解：施加载荷计算 ?后处理：查看结果 1、建模 ①、确定jobname、title、unit； ②、进入PREP7前处理，定义单元类型，设定单元选项； ③、定义单元实常数； ④、定义材料热性能参数，对于稳态传热，一般只需定义导热系数，它可 以是恒定的，也可以随温度变化； ⑤、创建几何模型并划分网格，请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。 2、施加载荷计算 ①、定义分析类型 ●如果进行新的热分析： Command: ANTYPE, STATIC, NEW GUI: Main menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis>Steady-state ●如果继续上一次分析，比如增加边界条件等： Command: ANTYPE, STATIC, REST GUI: Main menu>Solution>Analysis Type->Restart ②、施加载荷 可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷(边界条件) ： a、恒定的温度 通常作为自由度约束施加于温度已知的边界上。 Command Family: D GUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Temperature b、热流率 热流率作为节点集中载荷，主要用于线单元模型中(通常线单元模型不能施加对流或热流密度载荷)，如果输入的值为正，代表热流流入节点，即单元获取热量。如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS读取温度值进行计算。 注意：如果在实体单元的某一节点上施加热流率，则此节点周围的单元要
第7 章非稳态热分析及实例详解 本章向读者介绍非稳态热分析的基本知识，主要包括非稳态热分析的应用、非稳态热分析单元、非稳态热分析的基本步骤。 本章要点 非稳态导热的基本概念 非稳态热分析的应用 非稳态热分析单元 分析的基本步骤 本章案例 钢球非稳态传热过程分析 不同材料金属块水中冷却的非稳态传热过程分析 高温铜导线冷却过程分析
7.1 非稳态热分析概述 物体的温度随时间而变化的导热过程称为非稳态导热。根据物体温度随着时间的推移而变化的特性可以区分为两类非稳态导热：物体的温度随时间的推移逐渐趋于恒定的值以及物体的温度随时间而作周期性的变化。无论在自然界还是工程实际问题中，绝大多数传热过程都是非稳态的。许多工程实际问题需要确定物体内部的温度场随时间的变化，或确定其内部温度达到某一限定值所需要的时间。例如：在机器启动、停机及变动工况时，急剧的温度变化会使部件因热应力而破坏，因此需要确定物体内部的瞬时温度场；钢制工件的热处理是一个典型的非稳态导热过程，掌握工件中温度变化的速率是控制工件热处理质量的重要因素。再例如，金属在加热炉内加热时，需要确定它在加热炉内停留的时间，以保证达到规定的中心温度。可见，非稳态热分析是有相当大的应用价值的。ANSYS 11.0及其相关的下属产品均支持非稳态的热分析。非稳态热分析确定了温度以及其它随时间变化的热参数。 7.1.1 非稳态热分析特性 瞬态热分析用于计算一个系统的随时间变化的温度场及其它热参数。在工程上一般用瞬态热分析计算温度场，并将之作为热载荷进行应力分析。 瞬态热分析的基本步骤与稳态热分析类似。主要的区别是瞬态热分析中的载荷是随时间变化的。为了表达随时间变化的载荷，首先必须将载荷-时间曲线分为载荷步。对于每一个载荷步，必须定义载荷值及时间值，同时必须选择载荷步为渐变或阶越。 7.1.2 非稳态热分析的控制方程 热储存项的计入将稳态系统变为非稳态系统，计入热储存项的控制方程的矩阵形式如下： []{}[]{}{}C T K T Q += 其中，[]{} C T 为热储存项。 在非稳态分析时，载荷是和时间有关的函数，因此控制方程可表示如下： []{}[]{}(){}C T K T Q t += 若分析为分线性，则各参数除了和时间有关外，还和温度有关。非线性的控制方程可表示如下： (){}(){}(){},C T T K T T Q T t +=???????? 7.1.3 时间积分与时间步长 1、时间积分 从求解方法上来看，稳态分析和非稳态分析之间的差别就是时间积分。利用ANSYS 11.0分析问题时，只要在后续载荷步中将时间积分效果打开，稳态分析即转变为非稳态分析；同样，只要在后续载荷步中将时间积分关闭，非稳态分析也可转变为稳态分析。 2、时间步长 两次求解之间的时间称为时间步，一般来说，时间步越小，计算结果越精确。确定时间步长的方法有两种： （1）指定裕度较大的初始时间步长，然后使用自动时间步长增加时间步。
/PREP7 /TITLE,Steady-state thermal analysis of pipe junction /UNITS,BIN ! 英制单位；Use U. S. Customary system of units (inches) ! /SHOW, ! Specify graphics driver for interactive run ET,1,90 ! Define 20-node, 3-D thermal solid element MP,DENS,1,.285 ! Density = .285 lbf/in^3 MPTEMP,,70,200,300,400,500 ! Create temperature table MPDATA,KXX,1,,8.35/12,8.90/12,9.35/12,9.80/12,10.23/12 ! 指定与温度相对应的数据材料属性；导热系数；Define conductivity values MPDATA,C,1,,.113,.117,.119,.122,.125 ! Define specific heat values（比热） MPDATA,HF,2,,426/144,405/144,352/144,275/144,221/144 ! Define film coefficient;除144是单位问题，上面的除12也是单元问题 ! Define parameters for model generation RI1=1.3 ! Inside radius of cylindrical tank RO1=1.5 ! Outside radius Z1=2 ! Length RI2=.4 ! Inside radius of pipe RO2=.5 ! Outside pipe radius Z2=2 ! Pipe length CYLIND,RI1,RO1,,Z1,,90 ! 90 degree cylindrical volume for tank WPROTA,0,-90 ! 旋转当前工作的平面；从Y到Z旋转-90度；；Rotate working plane to pipe axis CYLIND,RI2,RO2,,Z2,-90 ! 角度选择在了第四象限；90 degree cylindrical volume for pipe WPSTYL,DEFA ! 重新安排工作平面的设置；另外WPSTYL,STAT to list the status of the working plane；；Return working plane to default setting BOPT,NUMB,OFF ! 关掉布尔操作的数字警告信息；Turn off Boolean numbering warning VOVLAP,1,2 ! 交迭体；Overlap the two cylinders /PNUM,VOLU,1 ! 体编号打开；Turn volume numbers on /VIEW,,-3,-1,1
问题描述：一个30公斤重、温度为70℃的铜块,以及一个20公斤重、温度为80℃的铁块，突然放入温度为20℃、盛满了300升水的、完全绝热的水箱中,如图所示。过了一个小时，求铜块与铁块的最高温度(假设忽略水的流动)。 材料热物理性能如下：热性能单位制 铜铁水 导热系数W/m℃ 383 37 密度Kg/m 8889 7833 996 比热J/kg℃ 390 448 4185 菜单操作过程： 一、设置分析标题 1、选择“Utility Menu>File>Change Jobname”，输入文件名Transient1。 2、选择“Utility Menu>File>Change Title”输入Thermal Transient Exercise 1。 二、定义单元类型 1、选择“Main Menu>Preprocessor”，进入前处理。 2、选择“Main Menu>Preprocesor>Element Type>Add/Edit/Delete”。选择热平面单元plane77。 三、定义材料属性 1、选择“Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models”，在弹出的材料定义窗口中顺序双击Thermal选项。 2、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入383；点击Density，在DENS框中输入8898；点击Specific Heat，在C框中输入390。 3、在材料定义窗口中选择Material>New Model，定义第二种材料。 4、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入70；点击Density，在DENS框中输入7833；点击Specific Heat，在C框中输入448。 5、在材料定义窗口中选择Material>New Model，定义第三种材料。 6、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入.61；点击Density，在DENS框中输入996；点击Specific Heat，在C框中输入4185。 四、创建几何模型 1、选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Create>-Areas->Retangle>By Dimensions”，输入X1=0, Y1=0, X2=, Y2=, 点击Apply；输入X1=, Y1=, X2= ,Y2=, 点击Apply；输入X1= Y1=, X2= Y2=+, 选择OK。 2、选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Operate>Booleans>Overlap”，选择Pick All。 3、选择“Utility Menu>Plotctrls>Numbering>Areas, on”。 4、选择“Utility Menu>Plot>Areas”。 五、划分网格 1、选择“Main Menu>Preprocessor>-Attributes->Define->All Areas”，选择材料1。 2、选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing->Size Cntrls->-Manualsize->-Global->Size”，输入单元大小。 3、选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing->Mesh->-Areas->Mapped>3 or 4 sided”，选择铜块。 4、选择“Main Menu>Preprocessor>-Attributes->Define->All Areas”，选择材料2。 5、选择“Main Menu>Preprocessor>Meshing->Mesh->-Areas->Mapped>3 or 4 sided”，选
4.1瞬态传热的定义 ANSYS/Multiphysics , ANSYS/Mechanical, ANSYS/FLOTRAN ANSYS/Professional 这些产品支持瞬态热分析。瞬态热分析用于计算一个系统 的随时间变化的温度场及其它热参数。在工程上一般用瞬态热分析计算温度场， 并将之作为热载荷进行应力分 析。许多传热应用一热处理问题，喷管，引擎堵塞, 管路系统，压力容器等，都包含瞬态热分析。 瞬态热分析的基本步骤与稳态热分析类似。 主要的区别是瞬态热分析中的载 荷是随时间变化的。为了表达随时间变化的载荷，可使用提供的函数工具描述载 荷?时间曲线并将该函数作为载荷施加（请参考《 ANSYS Basic Porcedures Guide 》中的“施加函数边界条件载荷”），或将载荷?时间曲线分为载荷步。 载荷?时间曲线中的每一个拐点为一个载荷步，如下图所示 ： 图4-1用荷载步定义时变荷载 对于每一个载荷步，必须定义载荷值及时间值，同时还需定义其它载荷步选 项，如：载荷步为渐变或阶跃、自动时间步长等，定义完一个载荷步的所有信息 后，将其写为载荷步文件，最后利用载荷步文件统一求解。本章对一个铸件的分 析的实例对此有进一步说明。 4.2瞬态热分析中使用的单元和命令 瞬态热分析中使用的单元与稳态热分析相同，第三章对单元有简单的描述。 要了解每个单元的详细说明，请参阅《 ANSYS Eleme nt Refere nee 》。要了解每 个命令的详细功能，请参阅《ANSYS Comma nds Refere nce 。 4.3瞬态热分析的过程 瞬态热分析的过程为： 建模 施加荷载并求解 ANSYS 热分析指南（第四 章） 第四章瞬态热分析 Load ▲ Stepped (KBCJ) ■Stepped Steady 第一章简介 一、热分析之目的 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之热分析 ?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 热分析之分类 ?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、耦合分析之 ?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 W/m 2-℃ 3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; ?U ——系统内能; ?KE ——系统动能； ?PE ——系统势能； ● 对于大多数工程传热问题：0 ＝＝PE KE ??； ● 通常考虑没有做功：0 =W , 则：U Q ?=； ● 对于稳态热分析：0=?=U Q ，即流入系统的热量等于流出的热量； ● 对于瞬态热分析： dt dU q = ，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律：dx dT k q -=''，式中''q 为热流密度 （W/m 2）， k 为导热系数（W/m-℃），“-”表示热量流向温度降低的方向。 2、热对流 热对流是指固体的表面与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量的交换。热对流可以分为两类：自然对流和强制对流。热对流用牛顿冷却方程来描述： )(B S T T h q -=''，式中h 为对流换热系数（或称膜传热系数、给热系数、膜系数等），T S 为固体表面的温度，T B 为周围流体的温度。 3、热辐射 热辐射指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。物体温 ANSYS 稳态和瞬态热模拟基本步骤 基于ANSYS 9.0 一、 稳态分析 从温度场是否是时间的函数即是否随时间变化上，热分析包括稳态和瞬态热分析。其中，稳态指的是系统的温度场不随时间变化，系统的净热流率为0，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量： =0q q q +-流入生成流出 在稳态分析中，任一节点的温度不随时间变化。 基本步骤：（为简单起见，按照软件的菜单逐级介绍） 1、 选择分析类型 点击Preferences 菜单，出现对话框1。 对话框1 我们主要针对的是热分析的模拟，所以选择Thermal 。这样做的目的是为了使后面的菜单中只有热分析相关的选项。 2、 定义单元类型 GUI ：Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete 出现对话框 2 对话框2 （3-1） 点击Add,出现对话框3 对话框3 在ANSYS中能够用来热分析的单元大约有40种，根据所建立的模型选择合适的热分析单元。对于三维模型，多选择SLOID87：六节点四面体单元。 3、选择温度单位 默认一般都是国际单位制，温度为开尔文（K）。如要改为℃，如下操作GUI：Preprocessor>Material Props>Temperature Units 选择需要的温度单位。 4、定义材料属性 对于稳态分析，一般只需要定义导热系数，他可以是恒定的，也可以随温度变化。 GUI: Preprocessor>Material Props> Material Models 出现对话框4 对话框4 一般热分析，材料的热导率都是各向同性的，热导率设定如对话框5. 对话框5 Ansys模拟水结冰的热分析过程 一、问题描述： 对一茶杯水的结冰过程进行分析，水和茶杯的初始温度为0℃，环境温度为-10℃，杯子侧面和顶面的对流换热系数为12.5W/m^2·℃，杯子放在桌面上，假设桌面可以对杯子底面提供-10℃的温度载荷。计算3000s之后的温度分布。 模型如下： 茶杯底面外径54.41mm，内径50mm，高度85mm，顶面内径60mm，抽壳厚度为5mm（内部水的高度80mm）。 分析采用SI单位制，水的材料属性如下： 导热率：0.6 密度：1000 比热容：4200 焓值： 温度℃-10 -1 0 10 焓J/m^3 0 37.8e6 79.8e6 121.8e6 茶杯采用铁的材料属性： 导热率：70 密度：7833 比热容：448 二、问题分析： 本例采用70热单元进行分析，由于对称性，采用1/4模型进行建模分析。由于包含相变分析，因此水的焓值是必要的。假设温度0℃的水结成0℃的冰需要放出42000J/kg·℃的热量，通过定义焓值来实现。假设温度区间长度为1℃，因此温度低于-1℃，表示水已结成冰。本例通过apdl进行分析，方便输入及调试。 三、分析步骤: 1、定义工程名及标题 fini /cle ！清除数据库 /filname.shuijiebing,1 ！此处设置工作名 /title,lovz ！此处设置标题 *afun deg !定义角度为度 2、进入前处理，定义单元及材料属性 /prep7 ！进入前处理模块 et,1,70 ！定义70单元 mp,kxx,1,0.6 ！设置材料属性 mp,c,1,4200 mp,dens,1,1000 mptemp,1,-10,-1,0,10 mpdata,enth,1,1,0,37.8e6,79.8e6,121.8e6 ！焓值定义mp,kxx,2,70 mp,dens,2,7833 mp,c,2,448 这里定义1号材料为水，2号材料为茶杯 3、定义参数 r1=50e-3 r2=60e-3 r3=54.41e-3 r4=65e-3 h1=80e-3 h2=85e-3 4、建模 wprot,,-90 ！旋转工作平面 /pnum,volu,1 ！打开体积显示 /view,1,1,1,1 ！Iso视角 cone,r1,r2,0,h2,0,90 ！建立水的1/4圆台模型 ANSYS热分析指南 第一章简介 1.1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，我们一般关心的参数有： 温度的分布 热量的增加或损失 热梯度 热流密度 热分析在许多工程应用中扮演着重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等等。通常在完成热分析后将进行结构应力分析，计算由于热膨胀或收缩而引起的热应力。 1.2ANSYS中的热分析 ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Professional、 ANSYS/FLOTRAN四种产品中支持热分析功能。ANSYS热分析基于由能量守恒原理导出的热平衡方程，有关细节，请参阅《ANSYS Theory Reference》。ANSYS使用有限元法计算各节点的温度，并由其导出其它热物理参数。 ANSYS可以处理所有的三种主要热传递方式：热传导、热对流及热辐射。1.2.1对流 热对流在ANSYS中作为一种面载荷，施加于实体或壳单元的表面。首先需要输入对流换热系数和环境流体温度，ANSYS将计算出通过表面的热流量。如果对流换热系数依赖于温度，可以定义温度表，以及在每一个温度点处的对流换热系数。 1.2.2辐射 ANSYS提供了四种方法来解决非线性的辐射问题： 辐射杆单元（LINK31） 使用含热辐射选项的表面效应单元（SURF151-2D,或SURF152-3D） 在AUX12中，生成辐射矩阵，作为超单元参与热分析 使用Radiosity求解器方法 有关辐射的详细描述请阅读本指南第四章。 1.2.3特殊的问题 除了前面提到的三种热传递方式外，ANSYS热分析还可以解决一些诸如：相变（熔融与凝固）、内部热生成（如焦耳热）等的特殊问题。例如，可使用热质点单元MASS71模拟随温度变化的内部热生成。 1.3热分析的类型 ANSYS支持两种类型的热分析： 1．稳态热分析确定在稳态的条件下的温度分布及其他热特性，稳态条件指热量随时间的变化可以忽略。 2．瞬态热分析则计算在随时间变化的条件下，温度的分布和热特性。 1.4耦合场分析 ANSYS中可与热分析进行耦合的方式有热—结构、热－电磁等。耦合场分析可以使用ANSYS中的矩阵耦合单元，或者在独立的物理环境中使用序惯荷载耦合。有关耦合场分析的详细描述，请参阅《ANSYS Coupled-Field Analysis Guide》。 1.5关于菜单路径和命令语法 在本指南中，您将会看到相关的ANSYS命令及其等效的菜单路径。这些参考的命令仅仅包括命令名，因为并不总是需要指定所有的参数，而且不同的参数组合会有不同的作用。有关ANSYS命令的更多的叙述，请参考《ANSYS Commands Reference》。 菜单路径将近可能完整得列出。对于多数情况，选择菜单就能够完成所需要的功能；但还有一些情况，选择文中所示菜单后会弹出一个菜单或是对话框，由此定义其他的选项来执行一些特定的任务。 第二章基础知识 2.1符号与单位 实例1: 某一潜水艇可以简化为一圆筒,它由三层组成,最外面一层为不锈钢,中间为玻纤隔热层,最里面为铝层,筒内为空气,筒外为海水,求内外壁面温度及温度分布。 几何参数: 筒外径30 feet 总壁厚 2 inch 不锈钢层壁厚0、75 inch 玻纤层壁厚 1 inch 铝层壁厚0、25 inch 筒长200 feet 导热系数不锈钢8、27 BTU/hr、ft、o F 玻纤0、028 BTU/hr、ft、o F 铝117、4 BTU/hr、ft、o F 边界条件空气温度70 o F 海水温度44、5 o F 空气对流系数2、5 BTU/hr、ft2、o F 海水对流系数80 BTU/hr、ft2、o F 沿垂直于圆筒轴线作横截面,得到一圆环,取其中1度进行分析,如图示。 以下分别列出log文件与菜单文件。 /, Steady1 /title, Steady-state thermal analysis of submarine /units, BFT Ro=15 !外径(ft) Rss=15-(0、75/12) !不锈钢层内径ft) Rins=15-(1、75/12) !玻璃纤维层内径(ft) Ral=15-(2/12) !铝层内径(ft) Tair=70 !潜水艇内空气温度 Tsea=44、5 !海水温度 Kss=8、27 !不锈钢的导热系数(BTU/hr、ft、oF) Kins=0、028 !玻璃纤维的导热系数(BTU/hr、ft、oF) Kal=117、4 !铝的导热系数(BTU/hr、ft、oF) Hair=2、5 !空气的对流系数(BTU/hr、ft2、oF) Hsea=80 !海水的对流系数(BTU/hr、ft2、oF) /prep7 et,1,plane55 !定义二维热单元 mp,kxx,1,Kss !设定不锈钢的导热系数 mp,kxx,2,Kins !设定玻璃纤维的导热系数 mp,kxx,3,Kal !设定铝的导热系数 pcirc,Ro,Rss,-0、5,0、5 !创建几何模型 pcirc,Rss,Rins,-0、5,0、5 pcirc,Rins,Ral,-0、5,0、5 aglue,all numcmp,area lesize,1,,,16 !设定划分网格密度 lesize,4,,,4 lesize,14,,,5 lesize,16,,,2 eshape,2 !设定为映射网格划分 mat,1 amesh,1 mat,2 amesh,2 mat,3 amesh,3 /SOLU SFL,11,CONV,HAIR,,TAIR !施加空气对流边界 SFL,1,CONV,HSEA,,TSEA !施加海水对流边界 SOLVE /POST1 PLNSOL ！输出温度彩色云图 第四讲 热分析上机指导书 CAD/CAM 实验室，USTC 实验要求： 1、通过对冷却栅管的热分析练习，熟悉用ANSYS 进行稳态热分析的基本过程，熟悉用直接耦合法、间接耦合法进行热应力分析的基本过程。 2、通过对铜块和铁块的水冷分析，熟悉用ANSYS 进行瞬态热分析的基本过程。 内容1：冷却栅管问题 问题描述：本实例确定一个冷却栅管（图a ）的温度场分布及位移和应力分布。一个轴对称的冷却栅结构管内为热流体，管外流体为空气。冷却栅材料为不锈钢，特性如下： 导热系数： W/m ℃ 弹性模量：×109 MPa 热膨胀系数：×10-5 /℃ 泊松比： 边界条件： （1）管内：压力： MPa 流体温度：250 ℃ 对流系数 W/m 2℃ （2）管外：空气温度39℃ 对流系数： W/m 2℃ 假定冷却栅管无限长，根据冷却 栅结构的对称性特点可以构造出的有限元模型如图b 。其上下边界承受边界约束，管内部承受均布压力。 练习1－1：冷却栅管的稳态热分析 步骤： 定义工作文件名及工作标题 定义工作文件名：GUI: Utility Menu> File> Change Jobname ，在弹出的【Change Jobname 】对话框中输入文件名Pipe_Thermal ，单击OK 按钮。 定义工作标题：GUI: Utility Menu> File> Change Title ，在弹出的【Change Title 】对话框中2D Axisymmetrical Pipe Thermal Analysis ，单击OK 按钮。 关闭坐标符号的显示：GUI: Utility Menu> PlotCtrls> Window Control> Window Options ，在弹出的【Window Options 】对话框的Location of triad 下拉列表框中选择No Shown 选项，单击OK 按钮。 定义单元类型及材料属性 定义单元类型：GUI: Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit>Delete 命令，弹出【Element Types 】对话框，单击Add 按钮，弹出【Library Type 】对话框，选择Thermal Solid Quad 8node 77选项，单击OK 按钮。 设置单元选项：单击【Element Type 】对话框的Options 按钮，弹出【Plane77 element type options 】对话框，在Element behavior 下拉列框中选择Axisymmetrical 选项，单击OK 按钮，单击Close 按钮。 设置材料属性：GUI: Main Menu> Preprocessor> Material Props> Material Models ，弹出【Define （） （） 筑 龙 网 w w w . s i n o a e c . c o m 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 四、 耦合分析. (1) 第二章 基础知识 (2) 一、 符号与单位 (2) 二、 传热学经典理论回顾 (2) 三、 热传递的方式 (3) 四、 稳态传热 (3) 五、 瞬态传热 (4) 六、 线性与非线性 (4) 七、 边界条件、初始条件 (4) 八、 热分析误差估计 (4) 第三章 稳态传热分析 (5) 一、 稳态传热的定义............................................................5 二、 热分析的单元...............................................................5 三、 A NSYS 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) 一、 瞬态传热分析的定义………………………………………………20 二、 瞬态热分析的单元及命令…………………………………………20 三、 A NSYS 瞬 态 热 分 析 的 主 要 步 骤 (20) 四、 建模...........................................................................20 五、 加载求解 (21)ANSYS的热分析
ANSYS稳态和瞬态分析步骤简述..
Ansys模拟水结冰的热分析过程
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