Ansys热分析教程：第3章稳态热传递与求解步骤详解

在Ansys热分析教程的第三章中，主要探讨了求解过程的准备和稳态热传递的概念。在求解之前，准备工作至关重要，这包括定义所有的载荷和载荷选项，如温度、热流率、对流和热生成等。这些载荷根据其性质被分为四类：DOF约束（指定温度）、集中载荷（热流作用于点）、面载荷（对流和热流的分布）以及体载荷（体积或区域载荷）。在应用这些载荷时，需注意以下几点： 1. 温度边界条件： - 自由度约束：在模型特定区域设定固定温度。 - 均匀温度：用于设置初始温度，非约束状态，常用于第一个子步。 - 对于非线性分析，均匀温度可用于估计材料特性随温度变化的初值。 2. 热流和对流： - 热流：集中于节点的载荷，用于能量流入模型，注意在热传导率差异大的区域施加。 - 对流：模拟物体与流体间的热量交换，是面载荷形式。 3. 热载荷类型： - 对于完全绝热，未施加载荷的边界默认处理为隔离。 - 对称边界条件可实现绝热效果，通过限制热能传输。 4. 模型构建： - 选择分析名称和工作文件名，并可能记录所使用的单位制。 - 在前处理器阶段，定义单元类型，确认基础设置，如需要，设置实参。 - 定义材料属性，这是热分析的关键部分，影响热传导性能。 5. 稳态热传递： - 当系统中的热能流动不随时间变化时，热传递处于稳态，满足热力学第一定律，即输入能量等于输出能量。 - 稳态热平衡可以用微分方程表示，其简化形式为零输入等于零输出，适用于热传导方程。 这一章节深入讲解了如何在Ansys中设置正确的热载荷和边界条件，以及如何构建模型来解决稳态热传递问题。这对于理解热分析的基本原理和实际操作具有重要意义。在进行实际求解前，理解和掌握这些步骤至关重要。