ansys作业—瞬态热分析。
问题描述。瞬态热分析实例1
长方形的板，几何参数及其边界条件如图3-6 所示。板的宽度为5cm，其中间有一个半径为1cm 的圆孔。板的初始温度为20℃，将其右侧突然置于温度为20℃且对流换热系数为100w/m2℃的流体中，左端置于温度为500℃的温度场，试计算：
（1）第1s 和第50s板内的温度分布情况。
（2）整个板在前50s内的温度变化过程。
（3）圆孔边缘a点处温度随时间变化曲线。
1.建立有限元模型。
首先建立瞬态传热分析所需的有限元模型，选择单元。
1) 选择热分析单元，操作如下：
gui：main menu > preprocessor > element type > add/edit/delete
在弹出的对话框中，单击add。在单元类型库对话框中选择plane55单元。单击ok。
命令：et,1,plane55
2) 定义材料属性。
首先进入define material model beh**ior对话框，操作如下：
gui：main menu > preprocessor > material props
下面定义瞬态热分析所需的材料参数，如热传导率、比热容及材料密度：
定义热传导。
gui：main menu > preprocessor > material props > thermal > conductivity > isotropic
在弹出的定义材料热传导率对话框中的kxx 栏键入“5”。
命令：mpdata,kxx,1,,5
定义比热容。
gui：main menu > preprocessor > material props > thermal > specific heat
在弹出的定义比热容对话框中的c栏键入“200”。
命令：mpdata,c,1,,200
定义密度。gui：main menu > preprocessor > material props > thermal > density
在弹出密度定义对话框中的dens栏键入“5000”。
命令：mpdata,dens,1,,5000
材料属性定义完毕。
3)建立实体模型。
根据本例所用模型，首先需要创建矩形，然后是圆，最后在矩形板**减去（substract）圆。下面介绍建立实体模型的操作：
创建矩形。命令：rectng,0,0.15,0,0.05
创建圆面。其操作如下：
gui：main menu > preprocessor > modeling > create > circle > by dimensions
在弹出对话框中，单击ok得到圆面。
命令：cyl4, 0.075, 0.025, 0.01
相减。根据ansys建模过程中面序号赋值原理，直接可以肯定圆面序号为2，矩形序号为1，因此采用直接键入命令建实体模型：
命令：asba,1,2
图1 实体模型。
4) 设定网格尺寸并划分网格。
图2 有限元模型。
2.施加载荷并求解。
1)选择分析类型。
gui：main menu > preprocessor > loads > analysis type > new analysis
选择transient 分析，单击ok。在弹出的子对话框中单击ok。
2)定义初始条件。
板的初始温度为20℃，设置初始温度操作如下：
gui：main menu > solution > define loads > apply > initial condit'n > define
在弹出的拾取对话框中，单击pick all。弹出define initial conditions对话框，
命令：ic,all,temp,20,3)定义热约束。
定义对流边界。
gui：utility menu > plot > lines
命令：lplot
定义对流载荷/边界首先进入apply conv on lines 对话框，操作如下：
gui：main menu > solution > define loads > apply > thermal > convection > on lines
在弹出对话框中，键入film coefficient和bulk temperature值。
命令：sfl,l2,conv,100, ,20,
定义稳态热边界。
在边线上定义稳态热边界，操作如下：
gui：main menu > solution > define loads > apply > thermal > temperature > on lines
在弹出对话框中，键入边界温度为“500”。单击ok。
命令：dl,l4, ,temp,500,1
图3施加边界条件和载荷。
4)设置时间及时间步进参数。
gui：main menu > solution > load step opts > time/frequenc > time –time steps
在time and time step optios对话框中按照下图设置，其余选项不变。
time,50
autots,1
deltim,1,0.1,2.5,1
kbc,0下面确认时间积分选项打开。操作如下：
gui：main menu > solution > load step opts > time/frequenc > time integration
保持默认设置，单击ok。
命令：timint,1
tintp,0.005, ,1,0.5,-1
5)设置输出控制。
gui：main menu > solution > load step opts > output ctrls > db/results file
在file write frequency栏选项 every substep。
命令：outres,all,all,6)求解。
gui：main menu > solution > solve > current ls.
命令：solve
3.查看分析结果。
1） post1后处理，显示第1s和和第50s时温度场。
图4显示第1s时的温度场。
重复上述操作，读入第50s时结果并显示温度场。下图所示为第50s温度场。
图5显示第50s时的温度场。
2)post26 后处理。
需要查看a点随时间变化的温度场，首先必须定义a点温度变量，然后才能显示a点处。定义a点温度变量显示a 点温度随时间变化曲线，单击“graph variable 按钮，得到a 点温度随时间变化曲线。
图6 a点温度-时间变化曲线。
4.命令流文件。
进入前处理。
prep7com,thermal
et,1,plane55
mp,dens,1,5000
mp,kxx,1,5
mp,c,1,200
s**e创建几何模型。
rectng,0,0.15,0,0.05
cyl4,0.075,0.025,0.01
asba,1,2
s**e划分网格。
smrt,3
amesh,all
s**e进入加载求解。
soluantype,trans
trnot,full
lumpm,0
ic,all,temp,20
s**elplot
sfl,2,conv,100,,20
dl,4,,temp,500,0
time,50
kbc,0autots,on
deltim,1,0.1,2.5,1
timint,on
tintp,0.005,,,1,0.5,-1
outres,all,all
solvefinish
post1
efacet,1
plnsol, temp,, 0
瞬态传热分析实例2
1.问题描述：
一个直径为0.12m，温度为900摄氏度的钢球突然放入盛满了水的，完全绝热的横截面直径和孤傲度均为0.6m的圆柱体水箱中，水的温度为20，材料参数如图所示，求解10分钟后钢球与水的温度场分布（钢球置于水箱正**）。
2. 问题分析。
属于瞬间热传导问题，研究对象为钢球和水，根据轴对称性，在求解过程中取钢球和水中心纵截面的1/4建立几何模型，选择plane55轴对称单元进行分析。
3.建立模型
1)添加标题。
添加标题，操作如下gui：utility menu > file > change title
在弹出的referenc for gui filtering对话框中，选择 thermal。单击ok。
2) 选择单元。
在单元类型库对话框中选择plane55单元。单击ok。
在element beh**ior k3下拉框中选择axisymmetric 选项，其余默认。
3)定义材料属性1
定义热传导率。
在弹出的定义材料热传导率对话框中的kxx 栏键入“70”。
定义比热容。
在弹出的定义比热容对话框中的c栏键入“448”
定义密度。在弹出密度定义对话框中的dens栏键入“7800”。
4)定义材料属性2
定义热传导率。
在弹出的定义材料热传导率对话框中的kxx 栏键入“0.61”。
定义比热容。
在弹出的定义比热容对话框中的c栏键入“4185”
定义密度。在弹出密度定义对话框中的dens栏键入“1000”.
5)建立实体模型。
图7平面实体模型。
4.设定网格尺寸并划分网格。
图8有限元模型。
5．加载及求解。
求解之前首先要选择分析类型，然后定义边界条件及其载荷步选项，最后计算。首先选择分析类型。
图9求解后显示图。
6.查看求解结果。
在post1后处理器中查看结果。
图10总体温度场等值线图。
图11水的温度场等值线图。
图12球体温度场等值线图。
图13球心温度随时间的变化关系图。
7.命令流文件。
title,transient slab problem
keyw, pr_therm, !指定分析类型为热分析。
prep7et,1,plane55
keyopt,1,3,1
mp,kxx,1,70
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