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ANSYS 热分析指南 (3)  

2010-12-01 17:58:53|  分类: ANSYS 热分析 |  标签: |举报 |字号 订阅

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实例1

  某一潜水艇可以简化为一圆筒,它由三层组成,最外面一层为不锈钢,中间为玻纤隔热层,最里面为铝层,筒内为空气,筒外为海水,求内外壁面温度及温度分布。

几何参数:     筒外径       30  feet

                总壁厚       2    inch

         不锈钢层壁厚   0.75     inch

         玻纤层壁厚      1    inch

         铝层壁厚          0.25     inch

         筒长                200 feet

导热系数   不锈钢       8.27     BTU/hr.ft.oF

         玻纤                0.028    BTU/hr.ft.oF

                       117.4    BTU/hr.ft.oF

边界条件   空气温度          70  oF

                海水温度          44.5     oF

         空气对流系数   2.5 BTU/hr.ft2.oF

         海水对流系数   80  BTU/hr.ft2.oF

  沿垂直于圆筒轴线作横截面,得到一圆环,取其中 度进行分析,如下图所示

                    ANSYS 热分析指南 (3) - htbbzzg - htbbzzg的博客
 

1  命令流方式

  以下为命令流文件的内容:

    /filename, Steady1

    /title, Steady-state thermal analysis of submarine

    /units, BFT

 

    Ro=15                          外径(ft)

    Rss=15-(0.75/12)               不锈钢层内径ft)

    Rins=15-(1.75/12)              玻璃纤维层内径(ft)

    Ral=15-(2/12)                  铝层内径 (ft)

    Tair=70                        潜水艇内空气温度

    Tsea=44.5                      海水温度

    Kss=8.27                       不锈钢的导热系数 (BTU/hr.ft.oF)

    Kins=0.028                     玻璃纤维的导热系数  (BTU/hr.ft.oF)

    Kal=117.4                      铝的导热系数(BTU/hr.ft.oF)

    Hair=2.5                       空气的对流系数(BTU/hr.ft2.oF)

    Hsea=80                        海水的对流系数(BTU/hr.ft2.oF)

     

    /prep7

    et,1,plane55                  定义二维热单元

    mp,kxx,1,Kss                  设定不锈钢的导热系数

    mp,kxx,2,Kins                 设定玻璃纤维的导热系数

    mp,kxx,3,Kal                  设定铝的导热系数

    pcirc,Ro,Rss,-0.5,0.5         创建几何模型            

    pcirc,Rss,Rins,-0.5,0.5

    pcirc,Rins,Ral,-0.5,0.5

    aglue,all                

    numcmp,area

    lesize,1,,,16                 设定划分网格密度

    lesize,4,,,4

    lesize,14,,,5

    lesize,16,,,2

    eshape,2                      设定为映射网格划分

    mat,1

    amesh,1

    mat,2

    amesh,2

    mat,3

    amesh,3

     

    /SOLU

    SFL,11,CONV,HAIR,,TAIR      施加空气对流边界

    SFL,1,CONV,HSEA,,TSEA       施加海水对流边界

    SOLVE

     

    /POST1

    PLNSOL                      ! 输出温度彩色云图

    finish


2  GUI 方式

  菜单操作:

  1. Utility Menu > File > change jobename, 输入新工作任务名 Steady1

  2. Utility Menu > File > change title,输入新标题 Steady-state thermal analysis of submarine

  3. 在命令行输入:/units, BFT;说明使用英制单位。

  4. Main Menu > Preprocessor;进入前处理模块。

  5. Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete,选择 PLANE55;定义单元类型。

  6. Main Menu > Preprocessor > Material Prop > Constant > Isotropic,默认材料编号为 1,在 KXX 框中输入 8.27,选择 APPLY,输入材料编号为 2,在 KXX 框中输入 0.028,选择 APPLY,输入材料编号为 3,在 KXX 框中输入117.4

  7. Main Menu: Preprocessor > Modeling > Create > Areas > Circle > By Dimensions ,在 RAD1 中输入 15,在 RAD2 中输入 15-(.75/12),在 THERA1 中输入 -0.5,在 THERA2 中输入 0.5,选择 APPLY,在 RAD1 中输入 15-(.75/12),在 RAD2 中输入 15-(1.75/12),选择 APPLY,在 RAD1 中输入 15-(1.75/12),在 RAD2 中输入 15-2/12,选择 OK

  8. Main Menu > Preprocessor > Modeling > Operate > Booleane > Glue > Area,选择 PICK ALL

  9. Main Menu > Preprocessor > Meshing > Size Contrls > Lines > Picked Lines,选择不锈钢层短边,在 NDIV 框中输入 4,选择 APPLY,选择玻璃纤维层的短边,在 NDIV 框中输入 5,选择 APPLY,选择铝层的短边,在 NDIV 框中输入 2,选择 APPLY, 选择四个长边,在 NDIV 中输入16

  10. Main Menu > Preprocessor > Attributes > Define > Picked Area,选择不锈钢层,在 MAT 框中输入 1,选择 APPLY,选择玻璃纤维层,在 MAT 框中输入 2,选择 APPLY,选择铝层,在 MAT 框中输入 3,选择 OK

  11. Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Areas > Mapped > 3 or 4 sided,选择 PICK ALL

  12. Main Menu > Solution > Loads > Apply > > Thermal > Convection > On lines,选择不锈钢外壁,在 VALI 框中输入 80,在 VAL2I 框中输入 44.5,选择 APPLY,选择铝层内壁,在 VALI 框中输入 2.5,在 VAL2I 框中输入 70,选择 OK

  13. Main Menu > Solution > Solve > Current LS

  14. Main Menu > General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu,选择 Temperature





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