ANSYS稳态温度场分析：平面矩形板的热对流算例

"该文主要介绍了在ANSYS软件中对平面矩形板稳态温度场的分析，特别是在触摸感应技术中的应用，涉及了有限元分析的基础知识。文章以2D矩形板的稳态热对流为例，展示了如何进行自适应网格划分来处理温度梯度较大的区域，并给出了详细的建模步骤和分析流程。" 在平面矩形板的稳态温度场分析中，主要考虑的是热传导和热对流现象。通过ANSYS算例8.2(1)，我们看到一个2D矩形区域的模型，其边界条件是AB边温度为To=100°C，BC边温度为Ta=0°C，导致B点存在温度奇异区。为了准确模拟这个温度梯度，需要利用自适应网格技术，这能确保在高梯度区域的温度计算精度。在这个例子中，选择了2-D Thermal Solid Elements（PLANE55）单元进行计算，最多进行10次网格细化，直至传热能量模数的计算精度达到5%。 建模步骤包括定义分析类型为静态（< ANTYPE, STATIC >），设置热传导系数k和对流系数h，创建几何模型，定义关键点、线和面，指定边界条件，如固定温度和对流边界，然后执行自适应网格划分。在后处理阶段，使用命令<*GET>获取分析结果，并与文献中的解析解进行比较。 有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）是一种强大的数值方法，广泛应用于工程领域，如结构力学、传热和流体力学等问题。它通过将复杂问题划分为简单的有限元，然后求解每个元素的场变量，最终得到整个系统的解决方案。本教程引用了曾攀的《有限元分析基础教程》，涵盖了有限元分析的基本原理和应用，包括杆梁结构、连续体结构、静力结构、振动分析、传热和弹塑性材料分析等内容，适合大学高年级学生和工程技术人员学习使用。 通过这个例子，读者可以学习到如何在实际工程问题中应用有限元方法，理解自适应网格技术的重要性，以及如何在ANSYS软件中进行建模和后处理，为解决更复杂的工程问题打下基础。