Ansys的稳态热分析！
一、问题描述• 热气体的温度是600 °F。内部的对流热交换系数是0.40 BTU/hr-in2-°F。• 外部大气温度是100 °F。外部的对流热交换系数为0.025 BTU/hr-in2-°F。• 每个肋骨端部热流为 -20 BTU/in2 。分析目标:• 分析其中最小的循环部分，要求得到如下结果: 1) 温度场分布。2) 肋骨上下端面的对流热耗散二、步骤1、建立有限元模型本例题实体模型关于轴对称，建模时可利用平面单元建模，在单元属性选项设置成轴对称，选用Plane55平面单元和surf151表面效应单元建立模型。2、生成表面效应单元生成定义SURF151需要的“附加结点”，选择结点号1000, 比其他任意结点号码都大，以使得“附加” 结点容易辨认。生成表面效应单元。3、施加载荷和边界条件热流施加在例题的叶片顶端；作为线上的实体模型载荷施加。管和叶片外表面施加对流。这里，对流载荷施加在几何模型上。4、在内径表面效应单元上施加对流载荷。注:由于这些单元覆盖载PLANE55单元上，如果将表面效应单元从模型中分离出来，在施加载荷时会容易一些。使用选择技术选出所有2号单元，然后点击 “OK”。列出单元可以检查所有的平面效果单元(类型2)都被选中。将均匀对流载荷直接施加在表面效应单元上，将均匀对流载荷直接施加在表面效应单元上。5、求解及结果分析绘制结果云图时，可以选择节点或单元数据:节点DOF 结果是求得的节点温度数值。温度云图在单元边界上是连续的。单元梯度/热流结果 是由温度求解(如热流的x分量)推导的项。这些数据先由单元积分点计算并在单元节点上插值。由于这些数据是基于单元计算的，没有在公共节点上平均，这些项目的云图通常是不连续的。节点梯度/热流结果 是在公共节点平均的单元项。因为在每个节点上只有一个平均值 (象节点DOF解), 节点数值的云图显示是连续的。在通用求解器下的结果显示如下。6、结果分析下面，我们使用两种不同的方法检查结果。首先，我们得到管/叶片面和周围流体的热流损失。然后我们检查从内部管面流入的热。这些数值应该是相等的。定义单元表收集数据，定义ETABLE项目，使用序列号码。收集所有PLANE55单元所有面上的数据，列出所有结果数据的总和。ETABLE元素总和表示PLANE55单元对流带来的热消耗。 将叶片尖端的热损失相加，结果应等于从管内径输入系统的热。Sum=32.0515+175.856=207.9075要计算叶片尖端的热损失，计算面积并乘以热流密度数值:Surfacearea=2πrh=(2) π(4)(0.125)=3.141593.14159×HeatFlut=3.14159×20=62.8318外表面总的热损失 = 对流损失 + 热流损失所以，总得热量损失：TotalHeatLoss=207.91+62.83=270.74然后，我们将平面效果单元附加节点的响应结果与之比较。这里，显示节点1000(平面效果单元定义时的附加节点)的响应结果 。现在，使用两种方法比较结果:1.)ETABLE (对于对流) + 热流数值 = 270.742.)附加节点响应结果 = 270.74结果与预期的一致。7、生成模型外表面温度随距离变化的函数图形。选择3 顶点定义路径，选择温度映射到路径上。注意在单元平均结果选项打开; 数据命名为 “toptemp”，选择要绘制的项目，生成 “toptemp”数据图形。8、命令流/Title,stltube!进入前处理/PREP7 ET,1,PLANE55!定义单元ET,2,SURF151KEYOPT,1,1,0!定义单元属性KEYOPT,1,3,1KEYOPT,1,4,0KEYOPT,1,8,0KEYOPT,1,9,0KEYOPT,2,1,0KEYOPT,2,2,0KEYOPT,2,3,1KEYOPT,2,4,1KEYOPT,2,5,1KEYOPT,2,6,0KEYOPT,2,7,0KEYOPT,2,8,2KEYOPT,2,9,0!* MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,KXX,1,,0.75 !定义热传导率RECTNG,2,2.5,0,0.375,!创建几何模型RECTNG,2,4,0,0.125,FLST,2,2,5,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-2 AOVLAP,P51XTYPE, 1MAT, 1REAL,ESYS, 0SECNUM,!划分单元网格 ESIZE,0.06,0,MSHAPE,0,2DMSHKEY,1!* FLST,5,3,5,ORDE,2FITEM,5,3FITEM,5,-5 CM,_Y,AREA ASEL, , , ,P51XCM,_Y1,AREACHKMSH,'AREA'CMSEL,S,_Y !* AMESH,_Y1!* CMDELE,_YCMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 !* TYPE, 2MAT, 1REAL,ESYS, 0SECNUM,!* N,1000,1,0.25,,,,, FLST,5,9,1,ORDE,7FITEM,5,1FITEM,5,14 FITEM,5,23 FITEM,5,-24FITEM,5,46 FITEM,5,55 FITEM,5,-58CM,_Y,node NSEL, , , ,P51XCM,_Y1,nodeCMSEL,,_Y!* CMSEL,,_Y1 ESURF,1000 CMSEL,,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1 !* FINISH /SOL!* ANTYPE,0LPLOTFLST,2,1,4,ORDE,1FITEM,2,6!* SFL,P51X,HFLUX,-20,FLST,2,2,4,ORDE,2FITEM,2,12 FITEM,2,15 !* SFL,P51X,CONV,0.025, ,100, ESEL,S,TYPE,,2 FLST,5,8,2,ORDE,2FITEM,5,148FITEM,5,-155CM,_Y,ELEM ESEL, , , ,P51XCM,_Y1,ELEMCMSEL,S,_Y CMDELE,_Y!* SFE,_Y1,_Z4,CONV, ,0.4 SFE,_Y1,_Z4,CONV,2,CMDELE,_Y1 !* NPLOTFLST,2,1,1,ORDE,1FITEM,2,1000!* D,P51X, ,600, , , ,TEMP, , , , ,ALLSEL,ALL SOLVEFINISH!进入后处理 /POST1 PLNSOL, TEMP,, 0ESEL,S,TYPE,,1 PLNSOL, TF,SUM, 0PLNSOL, TG,SUM, 0来源：CAE技术联盟
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