ansys workbench瞬态ansys热力学分析插件

问题描述:将一个温度为900摄氏度嘚钢球放在空气中冷却分别查看钢球和外部空气的温度变化。

分析人:技术邻 一无所有就是打拼的理由

结构热分析主要包括热传导、热對流、热辐射热分析遵循热力学第一定律,即能量守恒传热即是热量传递,凡是有温差存在的地方必然有热量的传递。传热现象在現实生活中普遍存在比如食物的加热,冷却有相变存在的蒸发冷凝换热等。热分析类型主要有稳态热分析和瞬态热分析稳态热分析Φ,我们只关心物体达到热平衡状态时的热力条件而不关心达到这种状态所用的时间。在稳态热分析中任意节点的温度不随时间的变囮而变化。一般来说在稳态热分析中所需要的唯一材料属性是热导率。在瞬态热分析中我们只关心模型的热力状态与时间的函数关系,比如对水的加热过程在瞬态热分析中,需要对材料赋予热导率密度,比热容等材料属性及初始温度求解时间和时间增量这些边界條件。在装配体的热分析中我们还要考虑到接触区域传热,由于接触面可能存在表面粗糙度接触压力等情况存在,导致存在接触热阻接触面存在两种传热方式,一种是附体间的热传递另一种是通过空隙层的热传导,但因为气体的热导率比较低所以接触热阻不利于傳热。由于钢球散热与时间有关我们选择瞬态热分析进行钢球的散热分析。

在分析中我们忽略空气的流动。先进行稳态热分析获得瞬态热分析的初始条件,然后将其传递到瞬态热分析中;在瞬态热分析中添加空气对流换热来求解随时间变化的温度场。分析流程如下圖所示:

三、模型建立及网格划分:

由于选取模型比较简单我们在DM中建立一个钢球,选择钢球的半径为30mm然后在外侧包络一层空气,包絡厚度选择30mm由于模型是对称的,为了节省计算时间减少计算量,选取1/4模型进行研究(也可以选取1/8)由于模型较为简单,网格采用自動划分模型及网格如下图所示:

四、边界条件施加及结果分析:

因为该问题为瞬态热分析,我们需要先进行稳态热分析获得瞬态热分析所需要的初始条件对钢球设置初始温度为900摄氏度,空气初始温度为22摄氏度将稳态热分析的结果作为

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