Ansys瞬态热分析教程：掌握打开控制与时间步调整

在Ansys热分析教程的第五章中，主要讲解了如何在瞬态分析中的“打开控制”功能，这是一个关键步骤，尤其是在模拟系统随着时间和载荷变化时的热行为。该功能允许用户调整自动时间步长，以提高计算效率，通常当连续三个子步之间的最大温度变化小于预设阈值（默认为0.1温度单位）时，时间步长会增加。这个设置可以在求解控制部分进行调整，包括： 1. 指定温度：用户可以设定一个特定的温度范围，作为控制时间步长增长的参考基准。 2. 门槛值：这是决定时间步长增大的临界条件，低于这个值时，时间步长会自动增大。 3. 子步数：控制的是每一步分解成的子步骤数量，这对于处理复杂的热传递问题可能至关重要。 4. 单击OK：确认设置后，应用新的控制参数。 瞬态分析的核心概念在于，它考虑到系统的动态响应，如随时间变化的负载和边界条件，以及热能存储效应。在这个过程中，除了基本的材料属性如导热系数、密度和比热容，还需要输入热焓（在涉及相变的分析中）。这些属性影响着热存储性质的计算，进而影响热传导矩阵的修正。 前处理阶段，特别是在使用MASS71热质量单元时，需要特别注意，因为这类单元能够储存热量但不能传导热量，所以不需要热传导系数。无论是线性还是非线性瞬态分析，都遵循相似的前处理要求，尽管非线性分析可能需要额外的非线性求解策略。 瞬态分析与稳态分析的主要区别在于加载和求解过程，前者是时间相关的，涉及到时间积分来处理连续变化的温度，而时间积分步（ITS）的大小对结果的精度和收敛性至关重要。推荐的方法是从一个较为保守的初始时间步长开始，然后根据计算性能和温度梯度的准确性逐步调整。 这一章节深入探讨了如何通过控制时间和空间步长，确保瞬态热分析的准确性和效率，这对于理解和优化实际工程中的热传递过程非常重要。