ANSYS热分析详解解析.pdf

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1、 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

2、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

3、 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 PEKEUWQ 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：0PEKE；通常考虑没有做功：0W,则：UQ；对于稳态热分析：0UQ，即流入系统的热量等于流出的热量；对于瞬态热分析：dtdUq，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

4、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：dxdTkq，式中q为热流密度（W/m2），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：)(BSTThq，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），TS为固体表面的温度，TB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

5、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：qA FTT1121424()，式中q为热流率，为辐射率（黑度），为斯蒂芬波尔兹曼常数，约为10-8W/，A1为辐射面 1 的面积，F12为由辐射面 1 到辐射面 2 的形状系数，T1为辐射面 1 的绝对温度，T2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，即流入系

6、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 TQ 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 TKTQ 式中:

7、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：、材料热性能随温度变化，如 K(T),C(T)等；、边界条件随温度变化，如 h(T)等；、含有非线性单元；、考虑辐射传热 非线性热分析的热平衡矩阵方程为：C TTK TTQ 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

8、 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 LI

9、NK31 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、确定 jobn

10、ame、title、unit；、进入 PREP7 前处理，定义单元类型，设定单元选项；、定义单元实常数；、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；、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、。、定义分析类型 如果进行新的热分析：Command:ANTYPE,STATIC,NEW GUI:Main menuSolution-Analysis Type-New AnalysisSteady-state 如果继续上一次分析，比如增加边界条件等：Command:ANTYPE,STA

11、TIC,REST GUI:Main menuSolutionAnalysis Type-Restart、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 MenuSolution-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

12、：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 MenuSolution-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 MenuSolution-Loads-Apply-Th

13、ermal-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 MenuSolution-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

14、GUI：Main MenuSolution-Loads-Apply-Thermal-Heat Generat GUI:Main MenuSolution-Load Step Opts-NolinearPredictor 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 MenuSolution-Load Step Opts-Output CtrlsSolu Printout 控制结果文件：控制*.rth 的内容。Command:OUTRES GUI:Main MenuSolution-Load Step Opts-Outp

15、ut CtrlsDB/Results File、确定分析选项 a.Newton-Raphson 选项（仅对非线性分析有用）Command:NROPT GUI:Main MenuSolutionAnalysis 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 Gradi

16、ent Solver(PCG)Iterative(automatic solver selection option)Command:EQSLV GUI:Main MenuSolutionAnalysis 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.：d.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:TOF

17、FST GUI:Main MenuSolutionAnalysis Options、保存模型:点击 ANSYS 工具条 SAVE_DB。、求解 Command:SOLVE GUI:Main MenuSolutionCurrent 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，

18、读入载荷步和子步：Command:SET GUI:Main MenuGeneral 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 MenuGeneral PostprocPlot ResultsNodal Solu,Element Solu,Elem Table 矢量图显示 Command:PLVECT GUI:Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsPre-defined or Userdefined 列表显示 C

19、ommand:PRNSOL,PRESOL,PRRSOL等 GUI:Main MenuGeneral PostprocList ResultsNodal 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 inch 玻纤层壁厚 1 inch 铝层壁厚 inch 筒长 200 f

20、eet 导热系数 不锈钢 BTU/玻纤 BTU/铝 BTU/边界条件 空气温度 70 oF 海水温度 oF 空气对流系数 BTU/海水对流系数 80 BTU/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。不锈钢玻璃纤维铝R15 feet海水空气(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=15-12)!不锈钢层内径 ft)Rins=15-12)!玻璃纤维层内径(ft)Ral=15-(2/1

21、2)!铝层内径(ft)Tair=70 !潜水艇内空气温度 Tsea=!海水温度 Kss=!不锈钢的导热系数(BTU/!玻璃纤维的导热系数 (BTU/!铝的导热系数(BTU/!空气的对流系数(BTU/!海 水 的 对 流 系 数(BTU/!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,!创建几何模型 pcirc,Rss,Rins,pcirc,Rins,Ral,aglue,all numcmp,area lesize,1,16 !设定划分网格密度 les

22、ize,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 MenuFilechange jobename,输入 Steady1；2.Utility MenuFilechange title,输 入Steady-state therm

23、al analysis of submarine；3.4.在命令行输入:/units,BFT；5.Main Menu:Preprocessor；6.Main Menu:PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete,选择 PLANE55；7.Main Menu:PreprocessorMaterial Prop-Constant-Isotropic,默认材料编号为 1,在KXX 框中输入,选择 APPLY,输入材料编号为 2,在 KXX 框中输入,选择 APPLY,输入材料编号为 3,在 KXX 框中输入；8.Main Menu:Preprocessor-Mod

24、eling-Create-Areas-CircleBy Dimensions,在 RAD1中输入 15,在 RAD2 中输入 15-(.75/12),在 THERA1 中输入,在 THERA2 中输入,选择 APPLY,在 RAD1 中输入 15-(.75/12),在 RAD2 中输入 15-12),选择 APPLY,在 RAD1 中输入 15-12),在 RAD2 中输入 15-2/12,选择 OK；9.Main Menu:Preprocessor-Modeling-Operate-Booleane-GlueArea,选择 PICK ALL；10.Main Menu:Preprocessor

25、-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；11.Main Menu:Preprocessor-Attributes-DefinePicked 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；12.Main Menu:

26、Preprocessor-Meshing-Mesh-Areas-Mapped3 or 4 sided,选择 PICK ALL；13.Main Menu:Solution-Loads-Apply-Thermal-ConvectionOn lines,选择不锈钢外壁,在 VALI 框中输入 80,在 VAL2I 框中输入,选择 APPLY,选择铝层内壁,在 VALI 框中输入,在VAL2I 框中输入 70,选择 OK；14.Main Menu:Solution-Solve-Current LS；15.？16.Main Menu:General PostprocPlot Results-Contou

27、r 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，壁厚为英尺，接管外径为英尺，壁厚为英尺，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-oF,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：温度 70 200 300 400 500 oF 密度 lbm/in3 导热系数 Btu/hr-ft-oF 比热 ）Btu/lbm-oF 对流系数*426 405 352 275 22

28、1 Btu/hr-ft2-oF*接管内壁对流系数 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,1,12,12,12,12,12！导热系数 mpdata,c,1,！比热 mpdata,hf,2,426/144,405/144,352/144,275/144,221/144！

29、接管对流系数！定义几何模型参数 ri1=！罐内半径 ro1=！罐外半径 z1=2 ！罐长 ri2=！接管内半径 ro2=！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,Volumes used in bu

30、ilding 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 lcca

31、t,10,5 lesize,20,4 ！在接管壁厚方向分 4 等分 FileChange 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 MenuPreprocesorElement TypeAdd/Edit/Delete,选择 Thermal Solid,Bricck 20 node 90 号单元;4、定义材料属性(1)Main MenuPreprocessorMaterial Props-Constant-Isotropic,默认材料编号1,在 DE

32、NSITY 框中输入;(2)Main MenuPreprocessorMaterial Props-Temp Dependent-Temp Table,输入温度 70,200,300,400,500;(3)(4)Main MenuPreprocessorMaterial 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 12,12,12,12,12,选择APPLY;(5)选择比热 C,材料编号为 1,输入,选择 APPLY;(6)选择对流系数HF,材料编号为2,输入426/144,405/144,352/144,2

33、75/144,221/144，选择 OK。5、定 义 几 何 模 型 参 数：Utility MenuParametersScalar Parameters,输 入ri1=,ro1=,z1=2,ri2=,ro2=,z2=2;6、建立几何模型(1)Main MenuPreprocessor-Modeling-Create-Volumes-CylinderBy 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)Utilit

34、y MenuWorkPlaneOffset WP by Increments,在 XY,YZ,ZX 框中输入 0,-90;(3)Main MenuPreprocessor-Modeling-Create-Volumes-CylinderBy 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 MenuWorkPlaneAlign WP withGlobal C

35、artesian；7、(8、进行布尔操作:Main MenuPreprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Overlap Volumes,选择 Pick All；9、观察几何模型(1)Utility MenuPlotCtrlsNumbering,打开 volumes;(2)Utility MenuPlotCtrlsView Direction,在 Coords of view point 框中输入-3,-1,1；9、删除多余实体 Main MenuPreprocessor-Modeling-DeleteVolume and Below,在命令输入行输入 3,4

36、回车；10、创建组 AREMOTE(1)Utility MenuSelectEntities,选择 Area,By location,Z Coordinates,在 Min,Max 框中输入 Z1,选择 APPLY,Y Coordinates,在 Min,Max 框中输入 0,OK;(2)Utility MenuSelectComp/AssemblyCreate 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 MenuPreprocessor-Meshing-M

37、esh-Volumes-Mapped -Concatenate-Area,选择 Pick all；(2)Main MenuPreprocessor-Meshing-Mesh-Volumes-Mapped-Concatenate-Lines,在命令行中输入 12,7 回车,选择 APPLY,在命令行中输入 10,5回车,OK；12、设定网格密度(1)Main MenuPreprocessor-Meshing-Size CntrlsPicked Lines,选择线 6 和20,OK,在 No.of element divisions 框中输入 4,OK；(2)Main MenuPreprocess

38、or-Meshing-Size CntrlsPicked Lines,选择线 40,OK,在 No.of element divisions 框中输入 6,OK；(3)Utility MenuSelectEverything；(4)Main MenuPreprocessor-Meshing-Size Cntrls-Global-Size,在 element edge length 框中输入,OK；13、划分网格:Main MenuPreprocessor-Meshing-Mesh-Volumes-Mapped4 to 6 sides,选择 Pick All；14、定义求解类型及选项(1)Mai

39、n MenuSolution-Analysis Type-New Analysis,选择 Steady-State；(2)(3)Main MenuSolution-Analysis Options,选择 Program-chosen；15、施加对流载荷(1)Utility MenuWorkPlaneChange Active CS toGlobal Cylindrical；(2)Utility MenuSelectEntities,选择 Nodes,By location,X,在 Min,Max 框中输入 ri1,OK；(3)Main MenuSolution-Loads-Apply-Ther

40、mal-ConvectionOn 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 MenuSelectComp/AssemblySelect Comp/Assembly,选 aremote;(2)Utility MenuSelectEntities,选择 Nodes,Attached to,On the Area all,OK；(3)Main MenuSolution-Loads-Apply-Thermal-TemperatureOn Nodes,选 择Pick all,输入 45,OK；17、施加与温

41、度有关的对流边界条件(1)Utility MenuWorkPlaneOffset WP by Increments,在 XY,YZ,ZX Angles 框中输入 0,-90,OK;(2)(3)Utility MenuWorkPlaneLocal Coordinate SystemsCreate Local CSAt WP Origin,在 Type of coordinate system 菜单中,选择 Cylindrical 1,OK；(4)Utility MenuSelect Entities,选择 Nodes,By location,X,在 Min,Max 框中输入 ri2,OK；(5)

42、Main MenuSolution-Loads-Apply-Thermal-ConvectionOn Nodes,选择 Pick All,在 Film coefficient 框中输入-2,在 Bulk temperature 框中输入 100,OK;(6)Utility MenuSelectEverything；(7)Utility MenuPlotCtrlsSymbols,在 Show pres and convect as 菜单中选择 Arrow,OK;(8)Utility MenuPlotNodes；18、恢复工作平面及坐标系统(1)Utility MenuWorkPlaneChang

43、e Active CS toGlobal Cartesian；(2)Utility MenuWorkPlaneAlign WP withGlobal Cartesian；19、设定载荷步选项:Main MenuSolution-Load Step Options-Time/FrequencTime and Substeps,在 Number of substeps 框中输入 50,设置 Automatic time stepping 为 On；20、！21、求解:Main MenuSolution-Solve-Current LS 22、显示温度分布彩色云图:Main MenuGeneral

44、PostprocPlot 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 T

45、emperature 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 c

46、ylinder 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

47、 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

48、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、titl

49、e、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 MenuSolutionAnalysis TypeNew AnalysisTransient 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 MenuSolutionAn

50、alysis TypeRestart Command:ANTYPE,TRANSIENT,REST 2、获得瞬态热分析的初始条件、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-SettingsUniform 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-SettingsReference Temp 注意：设定均匀的初始温度，与如下的设定节点的温