公NY程应用程 ,y“.,H口TM口LD口M 一热与电学阁 ● Convergence Crit:可根据温度、热流率等检验热分析的收敛性。 命令流: CNVTOL Criteria to Stop:如果在规定的迭代次数内,达不到收敛, ANSYS可以停 止求解或到下载付步继续求解 命令流:NCNV Line search:设置本选项可使 ANSYS用 Newton- Raphson方法进行线性搜 索 命令流: LNSRCH ● Predictor:本选项可激活每一子步第次迭代对自由度求解的预测矫正 命令流:PRED (3)输出控制 点击 Main menu> Solution> Load Step Opts-Output Ctrls,将出现如图3-4所示 的画啣,在此处可设置各种输出控制。 Grph folM Trank. Inet Magi Su 图3-4输出控制菜单 ● Solu printout:此选项用于控制打印输出,可将仟何结果数据输H到*out文 件中 命令流: OUTPR DB/ Results file:此选项用于控制结果文件,即*rth的内容。 命令流: OUTRES (4)确定分析选项 点计 Main menu> Solution> Analysis Options,将出现如图3-5所示的分析选项 对话框。 )为aph 积/1 Li: colfer Pre BEc3F计口线k 图3-5分析选项对话框 20
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第3章稳态热分析 ● Newton- Raphson选项 此选项仅刈非线性分析有用,共包含四个选项,说明如下 Program Chosen:由 ANSYS自动选择 Fu|N-R:使用完全 Newton-Raphson; Modified N-R:使用改进的 Newton-Raphson Initial stiffness:使用上次计算的矩阵。 命令流: NROPT ● Equation solver选项 此选项用于选择求解器,可供选择的求解器有: Frontal solvert(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 命令流: EQSLV 示《热分析可选用 Iterative选项进行快速求解,但以下情况除外:热分析包含SURF9 或SURF22或超单元;热辐射分析;相变分析;需要 restart an analysis. Temperature difference选项 此选项用于确定绝对零度。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 命令流: TOFFST (5)求解 命令流: SOLVE GUI: Main Menu>Solution>Current LS 344后处理 ANSYS将热分析的结果写入*rh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 其他 对于稳态热分析,可以使用POST!进行后处理,关于后处理的完整描述,可参阅 ANSYS Basic Analysis Procedures Guide 21
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H口TM口LDac口M 热与包学 进入POST!后,读入载荷步和f步 命令流:SET GUI: Main Menu> General Postproc>-Rcad Results- By Load Step 可以通过如下种方式查看结果: ●彩色云图显小 命令流: PLNSOL, PLESOL, PLETAB等 GUI: Main Menu>Gcneral Postproc>Plot Results >Nodat Solu, Element Solu, Elcm T 矢量图显小 命令流:PLⅤECT GUl: Main Menu>General Postproc>Plot Results>Pre-dcfincd or Userdetined 列表显示 命令流: 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 Analvsis Procedures guide 35一个稳态热分析实例 351问题的提出 有一双层板(层I与层Ⅱ),其几何形状与边界条件如肉3-6所示。其中,层I中间有 P径为lcm的圆孔。层与层Ⅱ的几何尺寸分别为5cm×5cm,5cm×lcm;热传导率分别为 20WmK,50W/mK;圆孔中的热流密度为100Wmn2。双层板左右两侧的温度分别为200℃ 50℃。板周围流体介质的对流换热系数为150W/m2·K,温度为25℃。求稳态条件下,双层板 内的混度分 a=150 W/m2* Tnuid 25'c /m K k 50 W/m K 图3-6双坛板几何形状及其迂界条件
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4文HaTM口LD,c口M 第3章稳态热分析 3.52问题的求解步骤 1.设立单位制为国际单位制 命令流: /units,si :示《ms命令比较特殊,无对应的图形用户界面方式, ANSYS中并不特别强调物理 量的单位,但英制和国际单位制不能混用 提示《命令中的逗号“必须用半角输入,否則系统将无法识别 2.设置本此算例的标题为“ Stcady state slab problen 命令流: title. Steady state slab problen GU: Utility Menu> File>Change tillo,如图3-7所小 Chue Tiue 了b4 龙fr frite :B Let F:l Head Tapo tros Switch DatEt to 图3-7设置标题菜单 在弹出的对话框中键入“ Steady state slab problem”,如图3-8所示。 tailEI Enter. now title te t:ah problem 图3-8输入标题对话框 3.进入模块创建处理器 命令流:在命令流输入框中键入prep7,如图39所示。 Piek a menu iten or enter ANsYS command be InU cBEGIN) 图3-9命令流输入框 提示《在本文后面,几涉及的命令均在命令流输入框中输入 23
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H口TM口LD.c口M 产A③Y8醒应用 热与电远学筒 Gu: Main Menu>Preprocessor,如图3-10所示 en7的 Pe卫 Tngn arlene ort 舞函dEdt/De1 Switch Elan iyue. 图3-10 Main menu菜单 图3-11 Element Type菜单 设置单元类型 本例中,由于给定的是二维儿何中的条件,且只涉及温度分布的求解,故可采用二维 平画单元 PLANE 点击 Preprocessor>Element Type将出现 Eleinent Type菜单,如图3-ll所示。 点击 Element Type> Add l:dit/ Delt…,将出现如图312所示的对话框,提示添加单元。 图3-12添加单元对话框 点击Ad…按钮,将出珧单元类型库对话框,如图3-13所示。 图3-13单元类型库 如图3-13所示,选择 Thermal Solid单元中的Quad4node55。 完成单元的定义后,点i图3-13中的OK及图3-12中的 Close按钮即可 其对应的命令流方式为: ETIPLANE55 缇示《命令流中的!表示定义的是第一种单元类型 5.设置材料类型 根据本题给定的条件,需设置双层板中对应的两种材料,其热传导率分别为 24
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