ANSYS熱分析經典例子

2021-03-04 01:55:58 字數 5776 閱讀 9161

例項1:

某一潛水艇可以簡化為一圓筒,它由三層組成,最外面一層為不鏽鋼,中間為玻纖隔

熱層,最裡面為鋁層,筒內為空氣,筒外為海水,求內外壁面溫度及溫度分布。

幾何引數: 筒外徑30 feet

總壁厚 2 inch

不鏽鋼層壁厚0.75inch

玻纖層壁厚 1 inch

鋁層壁厚 0.25inch

筒長200 feet

導熱係數不鏽鋼8.27btu/hr.ft.of

玻纖 0.028 btu/hr.ft.of

鋁 117.4 btu/hr.ft.of

邊界條件空氣溫度70 of

海水溫度44.5 of

空氣對流係數2.5 btu/hr.ft2.of

海水對流係數80 btu/hr.ft2.of

沿垂直於圓筒軸線作橫截面,得到一圓環,取其中1 度進行分析,如圖示。

/filename,steady1

/title,steady-state thermal analysis of submarine

/units,bft

ro=15 !外徑(ft)

rss=15-(0.75/12) !不鏽鋼層內徑ft)

rins=15-(1.75/12) !玻璃纖維層內徑(ft)

ral=15-(2/12) !鋁層內徑(ft)

tair=70 !潛水艇內空氣溫度

tsea=44.5 !海水溫度

kss=8.27 !不鏽鋼的導熱係數(btu/hr.ft.of)

kins=0.028 !玻璃纖維的導熱係數(btu/hr.ft.of)

kal=117.4 !鋁的導熱係數(btu/hr.ft.of)

hair=2.5 !空氣的對流係數(btu/hr.ft2.of)

hsea=80 !海水的對流係數(btu/hr.ft2.of)

prep7

et,1,plane55 !定義二維熱單元

mp,kxx,1,kss !設定不鏽鋼的導熱係數

mp,kxx,2,kins !設定玻璃纖維的導熱係數

mp,kxx,3,kal !設定鋁的導熱係數

pcirc,ro,rss,-0.5,0.5 !建立幾何模型

pcirc,rss,rins,-0.5,0.5

pcirc,rins,ral,-0.5,0.5

aglue,all

numcmp,area

lesize,1,,,16 !設定劃分網格密度

lesize,4,,,4

lesize,14,,,5

lesize,16,,,2

mshape,2 !設定為對映網格劃分

mat,1

amesh,1

mat,2

amesh,2

mat,3

amesh,3

/solu

sfl,11,conv,hair,,tair !施加空氣對流邊界

sfl,1,conv,hsea,,tsea !施加海水對流邊界

solve

/post1

plnsol !輸出溫度彩色雲圖

finish

例項2一圓筒形的罐有一接管,罐外徑為3 英呎,壁厚為0.2 英呎,接管外徑為0.5 英呎,壁厚為0.1

英呎,罐與接管的軸線垂直且接管遠離罐的端部。如圖所示:

罐內流體溫度為華氏450 度,與罐壁的對流換熱係數年為250but/hr-ft2-of,接管內流體的溫度

為華氏100 度,與管壁的對流換熱係數隨管壁溫度而變。接管與罐為同一種材料,它的熱物理效能

如下表所示:

溫度 70 200 300 400 500 of

密度0.285 0.285 0.285 0.285 0.285 lbm/in3

導熱係數 8.35 8.90 9.35 9.8 10.23 btu/hr-ft-of

比熱0.113 0.117 0.119 0.122 0.125 btu/lbm-of

對流係數* 426 405 352 275 221 btu/hr-ft2-of

*接管內壁對流係數

求罐與接管的溫度分布。

/prep7

/title,steady-state thermal analysis of pipe junction

/units,bin !使用英製單位

et,1,90 !定義熱單元

mp,dens,1,.285 !密度

mptemp,,70,200,300,400,500 !建立溫度表

mpdata,kxx,1,,8.35/12,8.90/12,9.35/12,9.80/12,10.23/12 !導熱係數

mpdata,c,1,,0.133,0.177,0.119,0.122,0.125 !比熱

mpdata,hf,2,,426/144,405/144,352/144,275/144,221/144 !接管對流係數

!定義幾何模型引數

ri1=1.3 !罐內半徑

ro1=1.5 !罐外半徑

z1=2 !罐長

ri2=0.4 !接管內半徑

ro2=0.5 !接管外半徑

z2=2 !接管長

!建立幾何模型

cylind,ri1,ro1,,z1,,90 !1/4 罐體

wprota,0,-90 !將工作平面旋轉到垂直於接管軸線

cylind,ri2,ro2,,z2,-90 !1/4 接管

wpstyl,defa !將工作平面恢復到預設狀態

vovlap,1,2 !進行overlap布林操作

/pnum,volu,1 !開啟實體編號

/view,,-3,-1,1 !定義顯示角度

/type,,4

/title, volumes used in building pipe/tank junction

vplot !顯示實體

vdele,3,4,,1 !刪除多餘實體

!劃分網格

asel,,loc,z,z1 !選擇罐上z=z1 的面

asel,a,loc,y,0 !新增選擇罐上y=0的面

cm,aremote,area !建立名為aremote 的麵組

/pnum,area,1

/pnum,line,1

/title,lines showing the portion being modeled

aplot

/noerase

lplot

/erase

accat,all!組合罐遠端的面及線,為對映劃分網格作準備

lccat,12,7

lccat,10,5

lesize,20,,,4 !在接管壁厚方向分4 等分

lesize,40,,,6 !在接管長度方向分6 等分

lesize,6,,,4 !在罐壁厚方向分4等分

allsel !選擇everything

esize,0.4 !設定預設的單元大小

mshape,0,3d !選擇3d對映網格

mshkey,1 !儲存資料檔案

vmesh,all !劃分網格,產生節點與單元

/pnum,defa

/title, elements in portion being modeled

eplot !顯示單元

finish

!載入求解

/solu

antype,static !定義為穩態分析

nropt,auto !設定求解選項為program-chosen

!newton-raphson

tunif,450 !設定初始所有節點溫度

csys,1 !變為柱座標

nsel,s,loc,x,ri1 !選擇罐內表面的節點

sf,all,conv,250/144,450 !定義對流邊界條件

cmsel,,aremote !選擇aremote 麵組

nsla,,1 !選擇屬於aremote 麵組的節點

d,all,temp,450 !定義節點溫度

wprota,0,-90 !將工作平面旋轉到垂直於接管軸線

cswpla,11,1 !建立區域性柱座標

nsel,s,loc,x,ri2 !選擇接管內壁的節點

sf,all,conv,-2,100 !定義對流邊界條件

allsel !選擇everything

/pbc,temp,,1 !顯示所有溫度約束

/psf,conv,,2 !顯示所有對流邊界

/title,boundary conditions

nplot !顯示節點

wpstyle,defa !工作平面恢復預設狀態

csys,0 !變為直角座標

autots,on !開啟自動步廠長

nsubst,50 !設定子步數量

kbc,0 !設定為階越

outpr,nsol,last !設定輸出

solve !進行求解

finish

!進入後處理

/post1

/title,temperature contrours at pipe/tank junction

plnsol,temp !顯示溫度彩色雲圖

finish

/exit,all

例項1乙個30 公斤重、溫度為70℃的銅塊,以及乙個20公斤重、溫度為80℃的鐵塊,突然放入溫

度為20℃、盛滿了300 公升水的、完全絕熱的水箱中,如圖所示。過了乙個小時,求銅塊與鐵塊的最

高溫度(假設忽略水的流動)。

材料熱物理效能如下:

/filename,transient1

/title, thermal transient exercise 1

!進入前處理

/prep7

et,1,plane77定義單元型別

mp,kxx,1,383定義材料熱效能引數

mp,dens,1,8889 !1~銅,2~鐵,3~水

mp,c,1,390

mp,kxx,2,70

mp,dens,2,7837

mp,c,2,448

mp,kxx,3,0.61

mp,dens,3,996

mp,c,3,4185

rectnag,0,0.6,0,0.5 !建立幾何實體

rectang,0.15,0.225,0.225,0.27

rectang,0.6-0.2-0.058,0.6-0.2,0.225,0.225+0.044

aovlap,all布林操作

/pnum,area,1

aplot

aatt,1,1,1劃分網格

eshape,2

esize,0.02

amesh,2

aatt,2,1,1

amesh,3

aatt,3,1,1

eshape,3

esize,0.05

amesh,4

/pnum,mat,1

eplot

finish

!載入求解

/solu

antype,trans

timint,off !先作穩態分析,確定初始條件

time,0.01 !設定只有乙個子步的時間很小的載荷步

deltim,0.01

esel,s,mat,,3

nsle,s

d,all,temp,20

esel,s,mat,,2

nsle,s

d,all,temp,80

esel,s,mat,,1

nsle,s

d,all,temp,70

ansys接觸分析

一般的接觸分類1 ansys接觸能力1 點 點接觸單元1 點 面接觸單元2 面 面的接觸單元2 執行接觸分析3 面 面的接觸分析3 接觸分析的步驟3 步驟1 建立模型,並劃分網格4 步驟二 識別接觸對4 步驟三 定義剛性目標面4 步驟4 定義柔性體的接觸面8 步驟5 設定實常數和單元關鍵字10 步驟...

ANSYS模態分析

七 模態分析 7.1問題描述 如圖所示為一根長度為l 的等截面直杆,一端固定,一端自由。已知杆材料的彈性模量e 2 10e11n m2,密度m 3 kg 7800 桿長l 0.1m,要求計算直杆縱向振動的固有頻率。7.2求解步驟 1 建立工作名和工作標題 2 定義單元型別 拾取選單main menu...

懸索橋ansys分析 很經典,很實用

順昌人行懸索橋 ansys有限元模擬 課程名稱 索結構 姓名 葛繼平 n022005156 橋隧工程 李秀芳 n012005131 結構工程 指導老師 彭大文 教授 陳昀明報告日期 2003年2月28日 福州大學土木建築工程學院 2003年2月28日 一 順昌人行懸索橋簡介 設計人行荷載2.5kn ...