[精品]瞬态热温度场分析

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1、ANSYSX程应用教程一一热与电磁学篇47页-瞬态热温度场分析例1：有一长方形金属板，其儿何形状及边界条件如图4—7所示。其中，板的长度为15cm,宽度为5cm,板的中央为一半径为lcm的同孔。板的初始温度为500°C,将其突然置于温度为20°C且对流换热系数为100W/m'°C的流体介质中，试计算：1.第Is及第50s这两个时刻金属板内的温度分布情况。2.金屈板上四个质点的温度值在前50s内的变化情况。3.整个金属板在前50s内的温度变化过程。该金属板的基本材质属性如下：密度=5000Kx/m'

2、比热容=200J/KgK热传导率=5W/mK7=500X215cmr=lcm厂妬=20C后100W/m"C图4・7金属板几何形状与边界条件示意图Finish$/clear$/title,transientslabproblem!进入前处理/prep7Et,l,planc55Mp,dens,1,5000Mp,kxx,l,5Mp,c,1,200Save!创建几何模型Rectng,O,0.15,0,0.05Pcirc,0.01,,0,360Agen,,2,”0.075,0.025,,,,1Asba,1,

3、2Save戊u分网格Esize,0.0025Amesh,3Save!进入加载求解!设定分析类型为瞬态分析!为所有节点设置初始温度500度/soluAntypejransIc,all,temp,500SaveLplotSfl丄conv.100,.20!设定金属板外边界1-4的对流载荷Sfl2conv,100,,20Sfl,3,conv,l()(),,2()Sfl,4,conv,100,,20/psf,conv,hcoe,2Time,50Kbc,lAutots,onDcltim丄0」,2・5Tinii

4、nt,onOutres,all,allSolve!设立瞬态分析时间/制定载荷步的结束时间!设定为阶越的载荷（载荷步是恒定的，如是随时间线性变化应川ramped——0）!打开自动时间步长（求解过程中自动调整时间步长）!设定时间步长为1（最小0」最人2.5）,载荷了步数nsubst!打开时间积分，off为稳态热分析!输出每个子步的所有结果到*.rlh文件中（outpr将输岀到*.Out文件中）!进入后处理/postlSet、,丄丄，Plnsol,temp„0,Set,„l„50PlnsolJemp^O

5、!载荷步m=l,子步，比例因子，0-读实数部分/I读虚数部分，时间点，，!该冊1而显示了在第1秒钟时金屈板的温度分布状况!该画面显示了在笫5（）秒钟时金属板的温度分布状况/post26Nsol,2,82,temp,Jeft-upPlvar,21!变量2,节点82（左上点），项冃，，名字!显示变量21•/postlSetJast!査看金属板在前50秒内的温度变化过程Plnsol,temp,Animate,10,0.5,,1,0,0,0!捕捉的张数（默5）,时间的推迟（默0.1）,动画循环次数,自动缩

6、放比!例（默0）,用于动画的结果数据（默认0——目前载荷步），最小数据点，最大数据点Save/eof!退出正在读取的文件瞬态热温度场分析例2：—个半径为10mm,温度为90°C的钢球突然放入盛满了水的、完全绝热的边长为100mm的水箱中，水温度为20°C,如图7—5所示；。求解0.5小时之后铁球与水的的温度场分布。（忽略水的流动，铁球置于水箱正小央）材料性能参数：密度：水=1000kg/mA3,铁=7800kg/mA3导热系数：水=0.6W/（m.°C）,铁=70W/（m•°C）比热容：水=418

7、5J/（kg・°C）,铁=448J/J/（kg・°C）分析：该问题属于瞬态热力学问题。根据问题的对称性面的四分之一建立有限元计算模型，如图7~6所Finish/clear/filname,transient1/title,transientthermalananlysis/prep7Rectng,0.0.05,0,0.05Pcirc,0.01,0,0,90!Asba,l,2,„keepAovcrlap^allNumcmp,areaNumcmpjineEt,1,plane77Mp,kxxJ,70Mp

8、,dens丄7800Mp,c,l,448Mp,kxx,2,0.61Mp,dens,2,10(X)Mp.c,2,4158!铁球的材料属性1!水的材料屈性2Lsel,s,line、,3,5Lesize,all,„6Lsel,s,line,J,2Lscl,a」inc“6,7Lesizetall,„10Mat,!AmeshJMat,2!圆弧上的边界线3,4,5!在所有线上分6个单元!矩形的边界线1,2,6,7（注意搭接后的线变短了）!在所冇线上分10个单元!为铁球分配材料属性1!为水分配材