ANSYS热分析教程-第八章：辐射热传递与形状因子

"本资源是Ansys热分析教程的第八章，主要讲解形状因子注意事项以及辐射分析的相关知识，包括VFOPT和HEMIOPT命令的使用，辐射建模方法，以及辐射热传递的基本概念和ANSYS求解方法。" 在进行Ansys热分析时，形状因子是一个重要的参数，它描述了热流密度在几何形状复杂区域的分布。VFOPT命令用来控制形状因子的计算和写入。默认设置下，VFOPT为off，形状因子只根据第一次计算的结果写入，并在后续计算中继续使用。然而，如果模型有几何变化（例如NLGEOM选项打开），或者辐射面和辐射源发生变化，应选择VFOPT的每个载荷步计算新形状因子的选项，以确保准确的热分析结果。 HEMIOPT命令与辐射选项相关，其默认值为10，适用于大多数辐射问题。在处理表面单元粗糙或复杂辐射场景时，可能需要将HEMIOPT值提高到50至100，以获得更好的计算精度。 热辐射分析是热传递中的一个重要组成部分，它涉及到辐射特性、辐射理论以及ANSYS的求解策略。辐射是通过电磁波传递热能，不受物质媒介影响，尤其在真空中效率最高。辐射热传递与两个平面绝对温度的四次方差成正比，这使得辐射分析具有非线性特征，需要迭代求解。 在ANSYS中，辐射建模主要包括平面效果单元、连接单元和辐射矩阵功能。平面效果单元用于模拟不透明物体间的辐射交换，连接单元处理边界条件，而辐射矩阵功能则用于计算复杂的辐射交互。对于辐射平衡，物体表面既可以辐射热量，也可以吸收来自其他表面的热量，其吸收和反射特性取决于表面的性质。 辐射能的吸收和反射是通过表面总吸收率（吸收偶然辐射的比例）和表面总反射率（反射偶然辐射的比例）来描述的。在实际计算中，通常假设物体表面在所有波长和方向上的辐射和吸收是均匀的，简化了散射和反射表面的差异。 本章还提到了隐式和非隐式求解方法在加热水槽热分析等实例中的应用，这为理解和实施辐射分析提供了具体的操作指导。通过深入理解这些概念和方法，用户可以更有效地进行Ansys热辐射分析，解决实际工程问题。