ANSYS热分析教程：第二章，导热有限元基础详解

本资源是关于Ansys热分析教程的第二章，主要讲解热传导的基础概念与有限元方法在软件中的应用。章节开始时，强调了将微分方程转化为等小的积分形式的过程，这是数值求解热传导问题的关键步骤，参考了ANSYS理论手册的第6.1节内容。在这一部分，作者列出了多个热传导相关的物理量及其符号，包括时间（t）、温度（T）、密度（c）、比热容（specific heat）、传热系数（film coefficient）、发射率（emissivity）、斯蒂芬-玻尔兹曼常数（Stefan-Boltzmann constant）以及热导率（thermal conductivity），这些参数在热分析中起着核心作用。 热传导部分详细介绍了ANSYS中使用的两种标准单位系统：英制单位和国际单位制（SI）。温度、热流量、热传导率等的单位在不同的系统中有所不同，如°F、°C、BTU/hour、Watts等，这些单位的选择取决于用户的工程需求和个人偏好，但统一的单位体系有助于准确模拟和比较热传输情况。 热传递被划分为三种基本类型：传导、对流和辐射。传导涉及物体间的直接能量交换，其热流遵循傅里叶定律。对流则是物体与周围环境之间的能量交换，主要通过气体或液体流动实现；而辐射则是物体通过电磁波传递能量，不依赖于物质媒介。在实际的热分析中，问题通常包含这三种类型的综合影响，特别是当涉及到边界条件时。 在有限元法的应用中，这部分内容可能涉及如何将这些理论基础转化为具体的模型网格、节点和元素，以及如何设置边界条件，如固定温度、自然对流或辐射边界条件，以模拟真实世界中的热传导行为。此外，还包括如何导入材料属性，如热导率和比热容，以便计算和可视化温度分布和热流路径。 此章节深入剖析了热传导的基础概念，展示了如何在Ansys中使用有限元方法进行精确的热分析，为理解热传导问题的求解过程提供了坚实的理论和实践指导。