ANSYS热分析教程-辐射求解策略与建模方法

"辐射求解器选项续-Ansys热分析教程_第八章" 在Ansys热分析中，辐射求解器选项对精确模拟热辐射传递至关重要。本章深入探讨了辐射求解器的相关设置和原理，包括TOLER值和OVERRLEX参数。TOLER值用于设定迭代求解的误差容忍度，默认值为0.1，降低这个值可以提高求解精度，但可能会增加计算时间。而OVERRLEX是迭代求解的松弛因子，增大此值能减少达到收敛所需的迭代次数，对于大规模问题尤其有用。 辐射热传递是通过电磁波进行的，主要集中在0.1到100微米的波长范围内，涵盖部分紫外线和全部红外线。辐射在真空中最为高效，且不受介质影响。在不透明物体间，辐射表现为平面现象，热传递与两表面绝对温度差的四次方成正比，这使得辐射分析成为非线性问题，需要迭代求解。 在Ansys中，辐射建模涉及多种方法，如平面效果单元、连接单元和辐射矩阵功能。平面效果单元适用于模拟简单的辐射交换，连接单元用于处理更复杂的几何形状和边界条件，而辐射矩阵功能则用于处理大量表面间的辐射交互。 实际物体的表面既辐射热量又吸收热量，其特性受温度、波长和方向的影响。表面可被理想化为散射或反射装置，散射表面均匀反射所有方向的辐射，而反射表面遵循镜像反射定律。然而，真实表面通常是介于两者之间，具有一定的吸收率和反射率。吸收率和反射率之和必须等于1，以满足能量守恒原则。 在Ansys中，为了简化计算，通常假设物体表面在所有波长和方向上的辐射和吸收行为是相同的。这使得散射和反射表面在计算上没有本质区别。用户可以根据具体问题选择合适的辐射模型和参数设置，以确保分析的准确性和计算效率。 通过非隐式和隐式求解方法，Ansys提供了灵活的求解策略来解决辐射热传递问题。非隐式方法适合静态或准静态分析，而隐式方法适用于瞬态分析，能更有效地处理时间依赖的辐射传递。 本章还通过一个加热水槽的热分析案例，详细介绍了如何应用辐射矩阵功能进行热分析，展示了如何设置和解释求解结果。通过这样的实践例子，读者能更好地理解和掌握Ansys中的辐射求解器选项及其在实际工程问题中的应用。