ANSYS稳态温度场分析：平面矩形板的热对流案例

"平面矩形板的稳态温度场分析涉及的是在二维空间内对一个矩形板进行热分析，以确定在稳定状态下的温度分布。这个案例是ANSYS软件的一个算例，目的是通过自适应网格细化来精确解决温度梯度高的问题。分析中，矩形板的一边(AB边)受到外界温度的影响，温度为 ，而另一边(BC边)的外界温度为 ，在交点B处形成了温度变化的奇异区。为了捕捉这一奇异区的细节，采用自适应网格技术，这允许根据需要自动调整网格密度，特别是在温度梯度大的区域，以提高计算精度。 有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)是实现这一分析的关键工具。在ANSYS中，选择了2-D Thermal Solid Elements (PLANE55)单元类型，这是一种适用于平面传热问题的单元。分析过程中，首先定义分析类型为稳态(STATIC)，接着设置材料属性，例如热传导系数k，并创建几何模型，包括关键点、线和面。然后，定义边界条件，如固定温度和热对流系数，这一步至关重要，因为它直接影响到计算的结果。 在网格划分阶段，使用ADAPT命令进行自适应网格划分，最多进行10次划分，直到传热能量模数的计算精度达到5%。这意味着计算结果与真实情况之间的差异不会超过5%。后处理阶段，通过<*GET>命令获取并分析计算结果，与参考文献中的解析解进行比较，以验证模型的准确性。 此案例适用于学习有限元分析的初学者，尤其是对结构静力分析、传热分析感兴趣的读者。《有限元分析基础教程》由曾攀教授编写，书中详细介绍了有限元分析的基本原理和应用，提供了丰富的MATLAB程序和ANSYS算例，是相关专业工程技术人员和科研工作者的良好学习资源。"