ansys熱分析詳解

1、NoBoundariesANSYS熱分析指南——————————————————————————————————————————————第一章第一章簡(jiǎn)介一、熱分析的目的一、熱分析的目的熱分析用于計(jì)算一個(gè)系統(tǒng)或部件的溫度分布及其它熱物理參數(shù)，如熱量的獲取或損失、熱梯度、熱流密度（熱通量〕等。熱分析在許多工程應(yīng)用中扮演重要角色，如內(nèi)燃機(jī)、渦輪機(jī)、換熱器、管路系統(tǒng)、電子元件等。二、二、ANSYS的熱分析的熱分析?在ANSYSMultiphys

2、ics、ANSYSMechanical、ANSYSThermal、ANSYSFLOTRAN、ANSYSED五種產(chǎn)品中包含熱分析功能其中ANSYSFLOTRAN不含相變熱分析。?ANSYS熱分析基于能量守恒原理的熱平衡方程，用有限元法計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的溫度，并導(dǎo)出其它熱物理參數(shù)。?ANSYS熱分析包括熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流及熱輻射三種熱傳遞方式。此外，還可以分析相變、有內(nèi)熱源、接觸熱阻等問題。三、三、ANSYS熱分析分類熱分析分類?穩(wěn)態(tài)傳熱：系統(tǒng)的溫度

3、場(chǎng)不隨時(shí)間變化?瞬態(tài)傳熱：系統(tǒng)的溫度場(chǎng)隨時(shí)間明顯變化四、耦合分析四、耦合分析?熱－結(jié)構(gòu)耦合?熱－流體耦合?熱－電耦合?熱－磁耦合?熱－電－磁－結(jié)構(gòu)耦合等NoBoundariesANSYS熱分析指南——————————————————————————————————————————————梯度而引起的內(nèi)能的交換。熱傳導(dǎo)遵循付里葉定律：，式中為熱流dxdTkq??????q密度（Wm2），為導(dǎo)熱系數(shù)（Wm℃），“”表示熱量流向溫度降低的方向

4、。k2、熱對(duì)流、熱對(duì)流熱對(duì)流是指固體的表面與它周圍接觸的流體之間，由于溫差的存在引起的熱量的交換。熱對(duì)流可以分為兩類：自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流。熱對(duì)流用牛頓冷卻方程來描述：，式中h為對(duì)流換熱系數(shù)（或稱膜傳熱系數(shù)、給熱系數(shù)、膜系數(shù)等），)(BSTThq????為固體表面的溫度，為周圍流體的溫度。TSTB3、熱輻射、熱輻射熱輻射指物體發(fā)射電磁能，并被其它物體吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬臒崃拷粨Q過程。物體溫度越高，單位時(shí)間輻射的熱量越多。熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流都需要有傳

5、熱介質(zhì)，而熱輻射無須任何介質(zhì)。實(shí)質(zhì)上，在真空中的熱輻射效率最高。在工程中通?？紤]兩個(gè)或兩個(gè)以上物體之間的輻射，系統(tǒng)中每個(gè)物體同時(shí)輻射并吸收熱量。它們之間的凈熱量傳遞可以用斯蒂芬—波爾茲曼方程來計(jì)算：，式中為熱流率，為輻射率（黑度），為斯蒂芬－波爾qAFTT????1121424()q??茲曼常數(shù)，約為5.67108Wm2.K4，A1為輻射面1的面積，為由輻射面1到輻F12射面2的形狀系數(shù)，為輻射面1的絕對(duì)溫度，為輻射面2的絕對(duì)溫度。由上

6、式T1T2可以看出，包含熱輻射的熱分析是高度非線性的。四、穩(wěn)態(tài)傳熱四、穩(wěn)態(tài)傳熱如果系統(tǒng)的凈熱流率為０，即流入系統(tǒng)的熱量加上系統(tǒng)自身產(chǎn)生的熱量等于流出系統(tǒng)的熱量：q流入q生成q流出=0，則系統(tǒng)處于熱穩(wěn)態(tài)。在穩(wěn)態(tài)熱分析中任一節(jié)點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間變化。穩(wěn)態(tài)熱分析的能量平衡方程為（以矩陣形式表示）??????KTQ?式中：為傳導(dǎo)矩陣，包含導(dǎo)熱系數(shù)、對(duì)流系數(shù)及輻射率和形狀系數(shù)；??K為節(jié)點(diǎn)溫度向量；??T為節(jié)點(diǎn)熱流率向量，包含熱生成；??QANSY