Ansys瞬态热分析步骤

2017-03-03 by:CAE仿真在线来源:互联网

瞬态热分析用于计算一个系统的随时间变化的温度及其它热参数。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,瞬态热分析中使用的单元与稳态热分析相同,主要的区别是瞬态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。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跃。

ANSYS瞬态热分析的主要步骤为1.建模;2.加载求解;3.后处理。

获得瞬态热分析的初始条件

1)定义均匀的温度场(Uniform Temperature);如果不在对话框中输入数据则默认为参考温度,参考温度的默认值认为零,但可通过如下方法设定参考温度(Reference Temperature)。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。

2)设定非均匀的初始温度,瞬态热分析中,节点温度可以设定为不同的值(Solution> Loads>Aplly>Initial Condir’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:

l 设定载荷(已知的温度、热对流等)

l 将时间积分设置为OFF(Load Step Opts-Time/Frequenc>Time Integration)

l 设定一个只有一个子步的,时间很小的载荷步(Load Step Opts>Time/Frequenc>Time and Substps)

l 写入载荷文件(Load>Write LS File)或先求解(Solution >Solve>Current LS)

(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(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。根据线性传导热传递,可以按如下公式估计初始时间步长:ITS=δ2/4α。其中,δ为热流方向热梯度最大处的单元的长度;α为导温系数,它等于导热系数除以密度与比热的乘积(α=k/ρc)(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了。(Load Step Opts-Nolinear>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。(Load Step Opts >Time/ Frequenc>Time and Substps)

时间积分积累:如果将此选项设定为OFF,进行稳态热分析。(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。

(Load Step Opts-Output Ctrls>Solu Printout)

控制结果文件:控制*.rth内容。

(Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File)

3.后处理(Ansys提供两种后处理方式)

POST1(General Postproc)

POST26(TimeHist Postproc)