搜索ANSYS热分析的经典实例（潜水艇热分析）
2017-03-02 by:CAE仿真在线 来源:互联网
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.oF
玻纤 0.028 BTU/hr.ft.oF
铝 117.4 BTU/hr.ft.oF
边界条件: 空气温度 70 oF
海水温度 44.5 oF
空气对流系数 2.5 BTU/hr.ft2.oF
海水对流系数 80 BTU/hr.ft2.oF
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. Utility Menu>File>change jobename, 输入Steady1;
2. Utility Menu>File>change title,输入Steady-state thermal analysis of submarine;
3. 在命令行输入:/units, BFT;
4. Main Menu: Preprocessor;
5. Main Menu: Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,选择PLANE55;
6. Main Menu: Preprocessor>Material Prop>-Constant-Isotropic,默认材料编号为1,在KXX框中输入8.27,选择APPLY,输入材料编号为2,在KXX框中输入0.028,选择APPLY,输入材料编号为3,在KXX框中输入117.4;
7. Main 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APPLY,在RAD1中输入15-(.75/12),在RAD2中输入15-(1.75/12),选择APPLY,在RAD1中输入15-(1.75/12),在RAD2中输入15-2/12,选择OK;
8. Main Menu: Preprocessor>-Modeling->Operate>-Booleane->Glue>Area,选择PICK ALL;
9. Main 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APPLY,选择玻璃纤维层的短边,在NDIV框中输入5,选择APPLY,选择铝层的短边,在NDIV框中输入2,选择APPLY,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APPLY,选择玻璃纤维层,在MAT框中输入2,选择APPLY,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VALI框中输入80,在VAL2I框中输入44.5,选择APPLY,选择铝层内壁,在VALI框中输入2.5,在VAL2I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。
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