I-DEAS TMG热辐射分析教程
TMG热分析
I-deas NX 系列
先进的轨道可视化系统能帮助你快速验证轨道定义的正确性，可以用动画把航天器 模型沿轨道轨迹运动显示出来，装配体如太阳能阵列或机器人系统的铰接可以方便、 有效地模拟，并提供了一套图形工具来表征子装配的转动和平移，以及在变形体上 显示温度结果。 日照热(Diurnal heating) 如果给定了一个特定的纬度和方位，就可以计算太阳日照热，有各种选项可以用来 建立大气和地面效应。 管道流 TMG管道流提供了一种一维的流体流动和对流热交换模拟手段，它是基于控制体积 方法来对流动系统中的管路系统分别建立压力和水平对流计算模型，流动模型通过 对流传导系数耦合到热模型中，并进行并行求解，管道流模型通过一维流体单元装 配而成。 TMG热分析能根据管道几何形状自动计算流动阻力并在求解收敛后自动更新，管流 中的层流和湍流过渡区能自动识别并建立相应模型，变量化的风扇曲线和泵特性可 以指定为边界条件、恒定压力或流动条件，障碍物可以指定管壁粗糙度或用户指定 流动阻力，也可以考虑流动网状物的浮力效应。作为高级应用，如涡轮叶片冷却，TMG 可以模拟它的可压缩性和转动特性。 强迫和自然对流可以用流动模型来精确和有效的模拟，热模型中的对流单元自动与 相应的流体单元耦合，即使网格是不一致的，TMG 根据Nusselt 数值方法计算对流换 热系数，在流动和热求解过程中更新这些值，并区分层流和湍流区域，可以定义常 值的或可变的对流换热系数，或提供一个放大系数。 最先进的求解器技术 TMG提供了先进的求解器技术用于处理大规模、复杂问题，求解算法的核心是最先 进的双共轭梯度求解器，提供无以能比的求解速度和高度可靠性，稳态求解采用 Newton-Raphson迭代算法处理非线性问题，瞬态算法包括显式、隐式和指数推进方 法，由用户控制时间步和隐式参数。 为了加快收敛速度，求解算法根据温度变化尽可能减少辐射传导的更新，TMG自动 判断收敛性，如果收敛发生困难则动态调整求解器参数，求解控制范围很广，包括： 松弛因子、迭代限制、基于温度或能量残差的收敛准则、恒定的或可变的积分时间 步和结果输出间隔，还提供求解跟踪和其它诊断。
11 热辐射
G
aG
用符号G表示。 有效辐射：单位面积上本身的辐射 和反射的辐射能之和。用符号J表示。
图 11—11 物体表面辐 射能收支
J Eb rG Eb 1 G
(a)
物体表面净辐射换热量
Q ( J G) A
(b)
由（a）、（b）两式中消去G得到换热量
Eb J Q 1 A
讨
论
（1）热传导、热对流和热辐射三种热量传 递基本方式往往不是单独出现的；
（2）分析传热问题时首先应该弄清楚有那 些传热方式在起作用，然后再按照每一种传 热方式的规律进行计算。
A( Eb1 Eb 2 ) Q12 1 1 1 1 2
11.4.3.1 组成封闭空间的两物体之间的辐射换 热
A2 A1
1
2
2
A2
1
A2
A1
1
2
2
A2
1
A1
A1
( a)
(b)
(c)
(d )
对于（a）、（b）、（c）三种情形，A1面为非凹面，发 出的辐射能不存在自我吸收的情况，则有φ1-2=1。则式 （11-36c）被简化为
dQ 12 I d w1 dA1 cos q
（11-6）
辐射强度的定义
辐射波长为λ,在波长间隔dλ范围内所发射的能量,定 义为单色辐射强度Iλ:
dI Iλ dλ
Iλ的单位是W／(m2· μm· sr),因此
（11－7）
I
∫
∞
0
Iλ dλ
（11－8）
1上发射出去 的全波长范围的总能量称为辐射力,用符号E表示,
11 辐射换热
11.1
热辐射的基本概念
IDEAS-航天器热分析设计
3.4 Create a thermal coupling for the solar panels
Name: Solar Array Primary Elements: Group Primary Elements: SUN SIDE PANEL Secondary Elements: Group Secondary Elements: DARK SIDE PANEL Type: Conductive Thermal Conductivity：2
说明： 说明：建立电池阵边缘与主体的耦合传热 TMG will determine which elements of the main unit are the closest to the edge elements of the panels.
3.6 Create a non-geometric element at 17°C Name: Contents Fix temperature at: 17°C 说明：建立一个non-geometric element 代表主体内部的热传导 This element is coupled to the main unit in the next step. 3.7 Couple the spacecraft contents to the main unit
0.25 0.2 0.25
Shell0.5 Shell20
antenna beam
Mapped
说明： 说明：Define a beam mesh on the four edgesof the solar array
closest to the main unit
在电池阵靠近航天器主体处的四个边界进行网格划分 目的： 目的：建立电池阵与主体的耦合传热
《热辐射》(教案)青岛版(五四制)小学科学四年级下册
《热辐射》教学设计【教学目标】科学概念目标：来。
2.知道热辐射是一种热传递的方式。
3.认识不同颜色的物体吸收太阳光的能力不同。
科学探究目标：能基于所学知识，制定较完整的探究计划，初步具备控制变量的意识，并能设计单一变量的实验方案。
科学态度目标：1.能从不同视角提出研究思路，采用新的方法完成探究.2在进行多人合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。
科学、技术、社会与环境目标：了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，科学技术的发展和应用影响着社会发展。
【教学重点】认识不同颜色的物体吸收太阳光的能力不同。
【教学难点】根据假设做简单的验证性实验。
【器材准备】教师准备：教学课件、真空罩、真空泵、抽气管、温度传感器、“小太阳”、黑白颜色手套、铁架台、热辐射吸收实验器支架、带探针的温度传感器、黑白金属套筒、数字实验软件、白炽灯、深浅色灯罩、计时器等。
学生准备：中性笔。
【教学过程】一、谈话导入新课谈话：师：夏天到了，站在烈日下，你有什么感觉?预设生：很热。
师：那太阳的热是如何传递到地球上的?前面我们已经学习了热的两种传递方式，热传导和热对流。
那太阳的热向地球传递时，是通过什么方式呢?是通过热传导吗?太阳和地球有没有接触?预设生：没有师：太阳和地球并没有接触，不可能是热传导。
是通过热对流吗?太空中有没有空气和水?预设生：没有。
师：太空中没有空气和水，肯定不能是热对流。
是否存在另一种传递热的方式呢?今天就让我们一起来探究第三种热的传递方式：热辐射。
板书：热辐射师：热辐射的传递有什么特点呢?师：我们在地球的各个地方都能感受到太阳的热。
请同学们大胆的推测一下，热辐射的传递方向是怎样的?预设生：向四面八方传递。
(真是一个敢想敢说的孩子，请坐)师：太阳的热可以向周围发射。
板书：向周围发射师：太阳与地球之间有很大一段距离是没有任何物质的，是真空的状态。
热可以在真空中传递仅是我们的猜测，如何通过实验来证明呢?今天老师要创设一个真空的环境，来模拟热是否可以在真空中传递。
I-DEAS热分析实用教程
第一章I-DEAS Master Series（主模块系列）介绍1-1 概述在这一章中，你将进入I-DEAS Master Series实体建模世界。
在这里你将学习：（1）I-DEAS TMG热分析模块及其功能；（2）联接主机、进入I-DEAS TM和创建“Project”（项目）及“Model file”（模型文件）；（3）使用鼠标和键盘与软件交流；（4）创建和处理几何图形，在不同的视角和方向上显示你的零件；（5）保存模型文件，退出I-DEAS。
1-2 I-DEAS Master Series能干什么？I-DEAS是Integrated Design, Engineering and Analysis Software的缩写，即集成的设计、工3程及分析软件。
I-DEAS是共享同一主模型（Master Model）的一组应用模块的集合。
主模型是与各应用模块密切相关的三维实体模型。
主模型（Master Model）：❑在“Design”（设计）模块中被创建。
❑在“Drafting”（绘图）模块中被标注。
❑在“Simulation”（仿真）模块中被分析。
❑在“Manufacturing”（制造）模块中被加工。
每一个“application”（应用）都与主模型（Master Model）有一致的接口。
1-3 I-DEAS TMG模块简介I-DEAS TMG是一个全面的传热仿真程序，它能提供快速精确的方法求解复杂的传热问题。
❑ TMG与I-DEAS Master Series融为一体。
❑模型建立在设计的几何图形上，因而处于底层的零件的变化将在热模型中得到反映。
❑有大量的工具用于创建、检查和求解热模型。
1-4 什么是I-DEAS TMG？I-DEAS TMG使用先进的有限差分技术对热模型进行高效的数值求解。
TMG可以模拟：❑非线性和瞬态问题。
❑辐射和传导。
❑流体流动、相变和自由、受迫对流。
❑卫星轨道和太阳加热。
热辐射及辐射传热PPT学习教案
波段辐射力:
在λ1~λ2的波长范围黑体的波段 辐射函数为：
F b(12 )
E d 2
1 b
0 Eb d
1 T 4
E d 2
1 b
1
T4
2 0
Eb d
1 0
Eb
d
F F b(02 )
b(01 )
f (2T ) f (1T )
黑体辐射函数
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四、 Lambert 定律
❖ 漫射表面：若表面即是漫 发射表面，又是漫反射表 面，则该表面称漫射表面
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§6-2 黑体辐射的基本定律
一、黑体和黑体模型
黑体：是指能吸收投入到其面 上的所有热辐射能的物体。是 一种科学假想的物体，现实生 活中是不存在的。但却可以人 工制造出近似的人工黑体。
图7-5 黑体模型
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热射线：
紫外线0.1~0.38μm 工业上一般物体(T<2000K)
可见光
热辐射的大部分能量的波
0.38~0.76μm
长位于0.76~20μm。
红外线 0.76~1000μm
太阳辐射：0.1~3μm 约定：除特殊说明，以后
❖ 近红外线
论及的热射线都指红外线
0.76~1.4μm
。
波普上热❖射线中红中外红线外线占优，某一具体物体的热辐射中，
思考 1、一铁块放入高温炉中加热，从辐射的角度分析铁块的颜色变化过程
暗红、鲜红、桔黄、白炽（超过1300度）
2、黑体一定是黑色的吗？ 3、节能灯原理？
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三、Stefan-Boltzmann定律
Eb
0
Eb d
2021苏教版小学科学五年级上册《热辐射》说课课件(含反思)
大家好，今天我说课的内容是苏教版五年级上册第 二单元《热传递》的《热辐射》。下面我将从教材、学 情、教学目标、教学重难点、教学法、教学过程、板书 设计、教学反思这八个方面展开说课。恳请大家批评指 正。
目录
一、说教材 二、说学情 三、说教学目标 四、说教学重难点 五、说教法 六、说教学过程 七、说板书设计
二、说学情
五年级学生对于热的传递不仅有生活经验，还有一定的认知基础，在四年级学习了《冷和热》知识，强调运用 实验观察的方法，掌握温度的概念，知道温度变化可以使物体产生体积和形态的变化。因此对于热学知识，在小学 阶段学生经历了"进阶"的学习过程。此外，通过本单元的学习能强化学生对"物质是运的"这一核心观点的理解，在 前期从宏观层面学习机械运动的基础上，本单元学生借助一些表象来了解微观运动，为初中学习分子热运动提供了 丰富的认知基础。
电冰箱中的对流现象。烧开水就是利用了水的对流。 自然界中的风是依靠冷热空气的对流形成的。 冬天暖气片表面附近受热空气会向上流动。 空调也是利用热辐射的原理。 2.教师分别出示粮食仓库、空调、自然界中的风、电冰箱等的图片，引导学生看一看，进一步了解热辐射在生活中的广泛应用。 环节三、课堂总结 这一节课，我们初步认识了热辐射现象，知道了热辐射就是液体或气体受热上升，遇冷下降，循环流动，使冷热液体或气体相互混合的传热方式，热辐 射时，热总是由温度较高处传到温度较低处，热辐射现象在日常生活中有着广泛的运用。课后，有兴趣的同学可以查阅资料，炉”、“模拟真空环境”的热的传递实验，知道热辐射是热传递的一 种方式。 2.通过分析、比较传导、对流、辐射，知道热传递特点是热从高温传向低温。 3.通过分析生活中具体事例，认识到日常工作生活中，传导、对流、辐射一般是两 种或三种同时存在，对我们影响很大。 4.通过学习热辐射特点，愿意利用课后时间，尝试设计制作简易太阳灶。
研究热辐射的热辐射系数测量实验
研究热辐射的热辐射系数测量实验引言：热辐射是一种重要的能量传递形式，它是物体由于温度差异而发出的电磁辐射。
了解热辐射的性质和行为对于各个领域的应用具有重要意义，如工业生产中的热能利用，能源的开发利用以及环境保护等。
本文将详细介绍研究热辐射的热辐射系数测量实验的定律、实验准备和过程，以及该实验的应用和其他专业性角度的讨论。
一、定律：在进行热辐射系数测量实验之前，我们首先需要了解一些相关的物理定律。
其中主要包括斯特藩-玻尔兹曼定律、普朗克定律和维恩位移定律。
1. 斯特藩-玻尔兹曼定律：斯特藩-玻尔兹曼定律描述了黑体辐射功率密度与其绝对温度之间的关系。
它可以用公式P = εσAT^4来表示，其中P是黑体的辐射功率密度，ε是黑体的发射率，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，A是黑体的表面积，T是黑体的绝对温度。
2. 普朗克定律：普朗克定律描述了黑体辐射的光谱能量密度分布与其频率之间的关系。
它可以用公式B(v,T) = (12πhv^3)/(c^2 (exp(hv/kT) - 1))来表示，其中B(v,T)是黑体的辐射能量密度，h是普朗克常数，v是辐射的频率，c是光速，k是玻尔兹曼常数，T是黑体的绝对温度。
3. 维恩位移定律：维恩位移定律描述了黑体辐射峰值波长与其绝对温度之间的关系。
它可以用公式λ_max = b/T来表示，其中λ_max是黑体辐射的峰值波长，b是维恩位移常数，T是黑体的绝对温度。
二、实验准备：在进行热辐射系数测量实验之前，我们需要准备一些实验设备和材料，如黑体辐射源、辐射计、温度计、光谱仪等。
具体的实验步骤如下：1. 准备黑体辐射源：选择一个具有较高辐射能力和辐射稳定性的黑体辐射源，如石英灯丝或红外辐射灯。
2. 准备辐射计：选择一个高灵敏度的辐射计，如热电堆或辐射导率计，以测量黑体辐射的功率密度。
3. 准备温度计：选择一个精确测量温度的温度计，如热电阻或热电偶，在实验过程中用于测量黑体的温度。
4. 准备光谱仪：选择一个高分辨率的光谱仪，如分光光度计或光电倍增管，用于测量黑体辐射的光谱能量密度分布。
热辐射分析教程
热辐射分析6.1热辐射的定义热辐射是一种通过电磁波传递热能的方式。
电磁波以光的速度进行传递，而能量传递与辐射物体之间的介质无关。
热辐射只在电磁波的频谱中占小部分的带宽。
由于辐射产生的热流与物体表面的绝对温度的四次方成正比，因此热辐射有限元分析是高度非线性的。
物体表面的辐射遵循Stefan-Boltzmann定律：式中：—物体表面的绝对温度；—Stefan-Boltzmann常数，英制为0.119×10-10 BTU/hr-in-R，公制为5.67×10-86.2基本概念下面是对辐射分析中用到的一些术语的定义：黑体黑体被定义为在任意温度下，吸收并发射最大的辐射能的物体；通常的物体为―灰体‖，即ε< 1；在某些情况下，辐射率（黑度）随温度变化；辐射率（黑度）物体表面的辐射率（黑度）定义为物体表面辐射的热量与黑体在同一表面辐射热量之比。
式中：－辐射率（黑度）－物体表面辐射热量－黑体在同一表面辐射热量形状系数形状系数用于计算两个面之间的辐射热交换，在ANSYS中，可以用隐藏/非隐藏的方法计算2维和三维问题，或者用半立方的方法来计算3维问题。
表面I与表面J之间的形状系数为：形状系数是关于表面面积、面的取向及面间距离的函数；由于能量守恒，所以：根据相互原理：由辐射矩阵计算的形状系数为：式中：－单元法向与单元I,J连线的角度－单元I,J重心的距离有限单元模型的表面被处理为单元面积dA I及dA J，然后进行数字积分。
辐射对在辐射问题中，辐射对由一些相互之间存在辐射的面组成，可以是开放的或是闭合的。
在ANSYS中，可以定义多个辐射对，它们相互之间也可以存在辐射ANSYS使用辐射对来计算一个辐射对中各面间的形状系数；每一个开放的辐射对都可以定义自己的环境温度，或是向周围环境辐射的空间节点。
Radiosity求解器当所有面上的温度已知时，Radiosity求解器方法通过计算每一个面上的辐射热流来得到辐射体之间的热交换。
热辐射基本定律和辐射特性分析PPT学习教案
（2）黑体辐射基本定律
① 普朗克定律
普朗克定律表示的是黑体的辐射能按波长的分
布规律，给出了黑体的单色辐射力与热力学温
度T、波长之间的函数关系，由量子理论得到
的数学表达式为：
Eb
c1
5 ec2 (T )
1
c1为第一辐射常数，c1=3.74210-16W·m2； c2为第二辐射常数，c2=1.4388 10-2m·K
辐射换热：以热辐射的方式进行的热量交换。
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5
6
➢ 只要物体的温度高于0K，物体总是不断地把热能变化辐射 能，向外发出热辐射。 ➢ 同时，物体也不断地吸收周围物体投射到它上面的热辐射， 并把吸收的辐射能重新转变成热能。 ➢ 辐射换热就是指物体之间相互辐射和吸收的总效果。 ➢ 一个物体如果与另一个物体相互能够看得见，那么它们之间 就会发生辐射热交换。 ➢ 热辐射不依靠中间媒介，可以在真空中传播。
因而对固体和液体，吸收能力大的物体其反射本领就小。
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由于热射线不能穿过固体和液体，于是可以把它们的吸收和 反射视为一个表面过程，它们自身辐射也应在表面完成。因此 ，固体和液体上的热辐射是表面辐射。
辐射能投射到气体上时，情况与投射到固体或液体上不同。 气体对辐射能几乎没有反射能力，可认为反射比， = 0，
能量守恒定律有：
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q Q Q 1 QQQ
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8
9
各部分百分数Q/Q 、 Q/Q 、Q/Q 分别称为该物体对投 入辐射的吸收比、反射比和透射比，记为 、和 。 于是
1
实际上，当辐射能进入固体或液体表面后，在一个极短的 距离内就吸收完了。故对于固体和液体有
热对流和热辐射教案及反思
一、教案名称：热对流和热辐射的基本概念教学目标：1. 让学生了解热对流和热辐射的定义及特点。
2. 让学生掌握热对流和热辐射的产生原理。
3. 让学生能够区分热对流和热辐射在实际生活中的应用。
教学重点：1. 热对流和热辐射的定义及特点。
2. 热对流和热辐射的产生原理。
教学难点：1. 热对流和热辐射的产生原理。
教学准备：1. 课件。
2. 教学视频或图片。
教学过程：Step 1：导入利用日常生活中的实例，如烧水时水温的变化、太阳辐射等，引导学生思考热对流和热辐射的概念。
Step 2：新课讲解1. 热对流：（1）定义：热对流是流体中温度不同的各部分之间通过流体的流动实现热量交换的过程。
（2）特点：热量通过流体的流动进行传递，速度快，效率高。
（3）产生原理：由于流体密度差异，产生流动，从而实现热量传递。
2. 热辐射：（1）定义：热辐射是物体由于温度差异而发出的一种电磁波。
（2）特点：热量传递无需介质，速度快，可跨越真空。
（3）产生原理：物体内部电子的运动产生电磁波，从而实现热量传递。
Step 3：案例分析分析实际生活中的案例，如暖气片对流散热、太阳辐射加热地球等，让学生更好地理解热对流和热辐射的应用。
Step 4：课堂练习布置一些有关热对流和热辐射的练习题，让学生巩固所学知识。
Step 5：总结与反思让学生总结本节课所学的热对流和热辐射的基本概念、特点及应用，并反思自己在学习过程中的收获和不足。
二、教案名称：热对流和热辐射的计算方法教学目标：1. 让学生掌握热对流和热辐射的计算方法。
2. 让学生能够运用计算方法解决实际问题。
教学重点：1. 热对流和热辐射的计算方法。
教学难点：1. 热对流和热辐射计算公式的运用。
教学准备：2. 计算实例。
教学过程：Step 1：导入通过上一节课的学习，引导学生复习热对流和热辐射的基本概念，为新课的学习做好铺垫。
Step 2：新课讲解1. 热对流的计算方法：（1）努塞尔特数（Nu）计算公式：Nu = α·GDP/K。
I-DEAS教程
I-DEAS教程接触分析1. 概述I-deas 可以进⾏⾯- ⾯接触分析，⽽不能进⾏边-边或边-⾯分析。
可以⽤于三维实体或⼆维壳体单元的接触分析，不能⽤于⼀维单元，如杆、梁、轴对称壳体等。
对于⼀维单元的接触分析，可以通过定义点与点的间隙单元来实现。
在 I-deas 中进⾏接触分析的主要步骤如下：(1) ⼏何建模和划分⽹格(2) 定义接触组 (Contact Set)：接触组是⼀种边界条件，求解器通过接触组来探测可能发⽣接触的表⾯或单元⾯，并在分析过程中⽣成适当的接触单元。
接触单元是在分析时⽣成的临时单元，只存在于分析过程中。
⽤户不能直接创建或使⽤接触单元。
接触组包含了接触区域 (Contact Regions) 和接触对 (Contact Pair)，以及⼀些参数。
(3) 定义包含接触组的边界条件组 (Boundary Condition Set)。
(4) 定义基于包含接触组的边界条件组的求解组 (Solution Set)，求解类型可以是线性静⼒、线性静⼒-P单元，以及⾮线性静⼒。
不能⽤于动⼒问题。
对⾮线性问题 (如弹塑性)，必须使⽤⾮线性求解器。
(5) 求解。
(6) 查看结果：I-deas 可以提供位移、应⼒、以及接触⼒、接触应⼒、接触压⼒、摩擦应⼒等。
2. 接触的探测根据⽤户定义的接触对和所包含的接触区域，软件⾃动探测可能发⽣接触的单元⾯并⽣成接触单元。
探测⽅法是：⾸先查找单元的⾃由⾯ (即只属于⼀个单元的单元⾯，不是两个或多个单元的公共⾯)，从接触对中的主动 (Hitting) ⾯出发，沿属于该表⾯的每个单元⾃由⾯的法线⽅向，在⽤户指定的搜索距离 (Search Distance) 内查找属于⽬标 (Target) ⾯的单元⾃由⾯，如果存在该类⾃由⾯，则在两个单元⾃由⾯之间创建接触单元，如下图所⽰，红⾊为接触单元：对于线性静⼒分析，软件使⽤原始⼏何模型创建接触单元，求解过程中不再改变。
对于⾮线性静⼒分析，软件在每⼀次迭代后都重新创建接触单元。
热辐射-经典教案PPT课件
6.5.3 物体间的辐射传热
黑体间的辐射传热和角系数
▪ 图6-30为任意放置的两个黑体表面，其面积分别 为A1和A2，表面温度分别为T1和T2不变。由图可 见，黑体1向外辐射的能量只有一部分Q1→2投射 到黑体2并被吸收。同样黑体2向外辐射的能量只 有一部分Q2→1投射到黑体1并被吸收。
▪ 于是两黑体间传递的热流量为 ▪ Q12 = Q1→2 - Q2→1
▪ 对于波长在0.76～20μm的辐射能，大多数材料的吸收率 随波长的变化不大，把实际物体当作对各种波长辐射能均 能同样吸收的理想物体，这种理想物体称为灰体。
▪ 克希荷夫定律认为，同一灰体的吸收率与其黑度在数值上 是相等的，即ε=α。即对投入辐射能的吸收率可用其黑度 表示。也可以用下式表示
▪
E = αEb= εEb
.
▪ 图6-30 两黑体间的相互辐射
.
黑体间的辐射传热和角系数
▪ 根据蓝贝特定律
Q 1 2E b 1
1 A 1 A 2co1c so2r s2d1d A2A
▪ 将上式简化为 ▪
Q1 2A1Eb1 12
▪ 12 称为黑体1对黑体2的角系数，其值为表面1的
全部辐射能中，直接投射到黑体2的量所点人比
s
11211
1
12112
1
▪ εs为系统黑度，由两物体的角系数及黑度组成。
.
6.5.3 物体间的辐射传热
大面积平板体系的辐射传热
▪ 对于两块相距很近而面积足够大的平行
板， 12211 ，则
Q12
A1C0
T1
4
100
T2
4
100
11
1
1 2
.
6.5.3 物体间的辐射传热
TMG培训教程
I-Deas TMG 培训资料(1)2012-07-02 07:20:17| 分类：I-Deas TMG 资料 | 标签：i-deas tmg 培训资料共享|字号订阅以下是我为客户进行I-Deas TMG 培训而编写的一份资料，供大家分享。
I-DEAS TMG 模块简介TMG 是加拿大MAYA 公司开发的一个全面的瞬态热分析软件，它能提供快速准确的方法分析求解复杂的热问题。
它的一个特点是具有计算物体在太空中受到太阳等照射的轨道加热能力，因此很受航天行业的欢迎。
I-Deas 自身没有瞬态热分析的能力，故嵌入了TMG 软件，使TMG 与I-deas Master Series 无缝集成在一起，以提供这方面的能力。
由于分析模型是建立在设计的几何图形上，因而处于底层的零件的改变将在热模型中得到反映。
TMG 提供了大量的工具用于创建、检查和求解热模型。
什么是I-deas TMG？I-deas TMG 使用先进的有限差分技术对热模型进行高效的数值求解。
TMG 可以模拟：非线性和瞬态问题；辐射和热传导；流体流动、相变和自由、强迫对流；卫星轨道和太阳加热；非几何建模。
I-deas TMG 能做什么？I-deas TMG 在工业界应用已有多年，它可以用于模拟各种问题，例如：发电机本体的导热；卫星在轨道上的热传导和辐射；带翅片的散热器的对流冷却；半导体材料的辐射加热和熔解；其它热问题。
I-deas TMG 流程图I-deas ESC 简介I-deas TMG 与I-deas ESC (Electronic System Cooling) 的大部分项目是完全兼容的。
ESC 具有如下特殊功能：基于单元的有限体积自由求解；三维流动的速度、温度和压力预测；湍流模拟。
ESC 可以模拟：单独的元件；多芯片模块；散热片；PC 主板；完整的电子系统。
什么是I-deas ESCI-deas ESC 结合了强大的CFD (计算流体动力学) 和先进的热求解技术。
热分析-TG,DSC
• 后来法国人也研制了热天平技术。
• 在第二次世界大战前，第三种热分析方法热膨胀 仪出现了。
• 1964年美国瓦特逊（Watson）和奥尼尔（O’Neill） 在DTA技术的基础上发明了差示扫描量热法 （DSC），美国P－E公司最先生产了差示扫描量 热仪，为热分析热量的定量作出了贡献。
1.1.2 热分析的分类
物理 性质
方法 热重法
英文名称及缩写 Thermogravimetry(TG)
等压质量变化测定
Isobaric mass-change determination
质量
逸出气检测法 逸出气分析
Evolved gas detection(EGD) Evolved gas analysis(EGA)
① 升温速率的影响
规律：升温速率越大，影响越大 表现：1. 升温速率提高，使分解的起始温度和终止
温度都相应提高，但失重量不受升温速率的影响。 2. 升温速率不同，热重曲线形状改变，升温
速率提高，分辨率下降，不利于中间产物的检出。
不同升温速率对聚苯乙烯的TG曲线影响
• ② 气氛的影响
• 各种气氛下CaCO3的TG曲线
• 不同粒度含水草酸铜失水的TG曲线 • 1-粉末；2-单晶
1.2.4 热重法在材料研究中的应用
（1）材料热稳定性的评价
( C C )n C
( C C )n R
( C C )n C
( C C )n C
不同支链聚烯烃的热稳定性比较
• 几种高分子材料的TG曲线 热稳定性比较示意图
7《热辐射》公开课一等奖创新教案设计.pptx
7《热辐射》公开课一等奖创新教案设计
7.热辐射
【教材分析】
《热辐射》是第二单元继“热传导”“热对流”之后，指导学生认识热量的另外一种特殊传递方式一一热辐射。热辐 射是物体以电磁波的形式向外传递能量的一种热传递形式。与热传导、热对流不同，热辐射可以在真空中进行。教 材通过讨论、制作、分析等学习过程,帮助学生掌握热辐射的概念。本课教学内容包括四个活动：一是感知生活中热 辐射的存在，让学生初步了解还有一种与热传导、热对流不同的传热形式一一热辐射。教材呈现了两个常见的生活 场景，教学时教师也可以根据实际情况选择合适的场景进行模拟感受。二是制作简易太阳灶，让学生通过动手制作 进一步了解热辐射受哪些条件影响,同时培养学生对工程技术的研究兴趣。在成品对比过程中，注重培养学生的批判 性思维，寻找成品的缺点并不断进行完善。三是借助生活中常见的工具让学生理解很多情况下热传递的方式并不是 单一的，而是多种方式同时存在的。第四个活动是在活动三的基础上，让学生根据实际场景独立分析三种传热方式 有哪些异同，并借助思维导图的形式呈现分析结果。这个活动既能让学生在寻找相同与不同中加深对三种传热方式 的理解，也能培养学生思维的逻辑性和深刻性。
师：我们可以来体验一下。蜡烛燃烧、火柴燃烧、热水袋等，让同学们亲身感受。 ［设计意图：提供生活图片，调动学生的生活经验，让学生意识到热辐射的存在。］ 二、制作简易太阳灶
1.师：太阳对我们来说非常重要，我们也离不开太阳。 播放视频：阳光对我们的好处。 师：在生活中，哪些方面我们利用了太阳的光能和热能呢？
【学情分析】
学生对自然科学有浓厚的兴趣，不少学生对热传递有感性认识。本节课通过观察、讨论、设计探究实验方案、 制作思维导图等活动,强化学生的注意力，满足学生的求知欲、好奇心，发展学生的潜能。同时，这个阶段的学生形 象思维发达而逻辑思维欠缺，在教学中应多采取观察思考、材料分析，从而达到教学目标。并通过设计实验方案， 发展学生的逻辑思维能力，引导学生设计实验，探究热传递的方式。
I-DEAS CAE问题总结Verson01
一、软件安装1. ideas v5安装问题/forum/viewthread.php?tid=810036&highlight=ideas%2B%B0%B2%D7% B02. i-deas10 NX安装方法/forum/viewthread.php?tid=232824&highli ght=ideas%2B%B0%B2%D7%B03.i-deas11 NX安装方法/forum/viewthread.php?tid=298208&highli ght=ideas%2B%B0%B2%D7%B04.i-deas12安装的过程说明/forum/viewthread.php?tid=746023&page=1 &extra=page%3D45.i-deas12的视频安装教程,录制的/forum/thread-752975-1-8.html二.网格划分1.如何在ideas中给一个圆柱体划分六面体网格/forum/viewthread.php?tid=113931&highli ght=%CD%F8%B8%F12.如何将此模型的两边网格画得一样！/forum/viewthread.php?tid=245930&highli ght=%CD%F8%B8%F13.怎样在一个圆面上画同心网格/forum/viewthread.php?tid=298391&highlight=%CD%F8%B8%F14.关于网格划分的问题/forum/viewthread.php?tid=328127&highli ght=%CD%F8%B8%F1/forum/viewthread.php?tid=462114&highli ght=%CD%F8%B8%F15.网格划分问题/forum/viewthread.php?tid=496814&extra= &highlight=%CD%F8%B8%F1&page=16.一个复杂的网格划分问题/forum/viewthread.php?tid=569410&highli ght=%CD%F8%B8%F17.用 I-DEAS 对大模型划分网格/forum/viewthread.php?tid=570307/forum/viewthread.php?tid=768147&highli ght=%CD%F8%B8%F18.有限元网格划分的基本原则/forum/viewthread.php?tid=505531&highli ght=%CD%F8%B8%F19.那一种网格的精度较高？/forum/viewthread.php?tid=723019&highli ght=%CD%F8%B8%F110.前处理之网格划分/forum/viewthread.php?tid=635394&highlight=%CD%F8%B8%F111.网格数目与温度计算结果有多大联系/forum/viewthread.php?tid=725707&highli ght=%CD%F8%B8%F112.几个ideas六面体网格模型/forum/viewthread.php?tid=539885&highli ght=%CD%F8%B8%F113.网格划分大讨论/forum/viewthread.php?tid=653572&highli ght=%CD%F8%B8%F114.如何画网格/forum/viewthread.php?tid=439411&highli ght=%CD%F8%B8%F115.网格划分技巧/forum/viewthread.php?tid=800324&highli ght=%CD%F8%B8%F116.I-DEAS 自由网格划分的free option的参数设置方法/forum/viewthread.php?tid=807861&highli ght=%CD%F8%B8%F117.I-DEAS 自由mapped meshing option的参数设置/forum/redirect.php?fid=33&tid=807861&g oto=nextoldset18.轮毂弯曲的问题/forum/thread-803497-1-4.html三.热分析1.I-DEAS热分析实用教程/forum/viewthread.php?tid=613369&highli ght=%C8%C8%B7%D6%CE%F6/forum/viewthread.php?tid=803898&highli ght=%C8%C8%B7%D6%CE%F62.请教版主/forum/thread-810346-1-2.html四.TMG/ESC1.TMG中的卫星轨道问题/forum/viewthread.php?tid=748802&highli ght=TMG2.请问用TMG做热分析的各位,怎么确定热偶合的偶合系数?/forum/viewthread.php?tid=730417&highli ght=TMG3.TMG 中的 TEMPERATAVE MAPPING 的使用方法一个视频/forum/viewthread.php?tid=809080&highli ght=TMG4.分享 TMG 的一些英文教程/forum/viewthread.php?tid=784001&hig hlight=TMG5.关于 TMG 热耦合的一点资料/forum/viewthread.php?tid=784040&highli ght=TMG6.发个繁体的ESC的介绍/forum/viewthread.php?tid=615307&highli ght=ESC7.ESC里面设置矢量路径的方法/forum/viewthread.php?tid=712912&highli ght=ESC8.I-DEAS ESC 散熱設計-使用Assembly Method的步驟/forum/viewthread.php?tid=750259&highli ght=ESC9.我做一个ESC模型的几点收获/forum/viewthread.php?tid=702900&highli ght=ESC10.[原創]I-DEAS/ESC PC散熱設計之流程與報告- 使用Assembly FE Model/forum/viewthread.php?tid=750399&highli ght=ESC五.模态、响应分析1.【原创】某底座支架约束模态分析/forum/viewthread.php?tid=156310&highli ght=%C4%A3%CC%AC2.关于I-DEAS的模态分析的几个问题/forum/viewthread.php?tid=252035&highli ght=%C4%A3%CC%AC3.模态问题求教/forum/viewthread.php?tid=498901&highli ght=%C4%A3%CC%AC4.模态是个什么概念/forum/viewthread.php?tid=457094&highli ght=%C4%A3%CC%AC5.装配体做模态分析，连接出怎样处理/forum/viewthread.php?tid=613165&highli ght=%C4%A3%CC%AC6. 关于简正模态和正则模态/forum/viewthread.php?tid=731293&highli ght=%C4%A3%CC%AC7. 如何解释I-DEAS模态分析结果中的位移和应力？？/forum/viewthread.php?tid=454373&highli ght=%C4%A3%CC%AC8. 刚体模态(讨论)/forum/viewthread.php?tid=788335&highli ght=%C4%A3%CC%AC9.模态分析使用COUPLED DOF问题/forum/viewthread.php?tid=794921&highli ght=%C4%A3%CC%AC10.关于模态和振动的几个问题/forum/viewthread.php?tid=785983&highli ght=%C4%A3%CC%AC11.响应分析边界条件的定义/forum/viewthread.php?tid=501566&highli ght=%CF%EC%D3%A612.响应分析中激励函数的创建/forum/viewthread.php?tid=511231&highli ght=%CF%EC%D3%A613.响应分析中的加载问题/forum/viewthread.php?tid=513555&highli ght=%CF%EC%D3%A614.响应分析问题（常见问题）/forum/viewthread.php?tid=531755&highli ght=%CF%EC%D3%A615.请教一个关于I-DEAS响应结果显示问题/forum/viewthread.php?tid=725282&highli ght=%CF%EC%D3%A616.随机振动的动态响应问题/forum/viewthread.php?tid=735681&highli ght=%CF%EC%D3%A617.如何在IDEAS用直接法做响应分析,因为我的模型要考虑接触! /forum/viewthread.php?tid=778587&highli ght=%CF%EC%D3%A618.频率响应分析定义的CONNECTION DOF太多，计算时间超长/forum/viewthread.php?tid=738660&highli ght=%CF%EC%D3%A619.动力响应分析如何将结构重力考虑进去/forum/viewthread.php?tid=807550&highli ght=%CF%EC%D3%A620.关于I-DEAS 动力分析培训幻灯片/forum/viewthread.php?tid=588431&highli ght=%B6%AF%C1%A621. 正确理解动力学分析中的阻尼/forum/viewthread.php?tid=746899&highli ght=%B6%AF%C1%A622.【原创】一个response analysis的小例子/forum/viewthread.php?tid=146417&highli ght=response23.请教htbbzzg 兄/forum/thread-763050-1-15.html六.疲劳耐久分析1.应力集中对疲劳分析的影响问题/forum/viewthread.php?tid=738156&highli ght=%C6%A3%C0%CD2.I-DEAS疲劳练习/forum/viewthread.php?tid=57581&highlig ht=%C6%A3%C0%CD/forum/viewthread.php?tid=803839&highli ght=%C6%A3%C0%CD3.难得的原版疲劳分析一手资料/forum/viewthread.php?tid=792732&highli ght=%C6%A3%C0%CD4.I-DEAS 持久性分析的幻灯片，Unit 1~9/forum/thread-809136-1-1.html七.接触分析1.做接触有限元分析的请进/forum/viewthread.php?tid=392029&highlight=%BD%D3%B4%A52.如何建立实体的面接触单元/forum/viewthread.php?tid=431254&highli ght=%BD%D3%B4%A53.哪位兄弟介绍一下用GAP单元处理轴与孔的接触分析？/forum/viewthread.php?tid=189665&highli ght=%BD%D3%B4%A54.请帮忙分析装配体接触错误在哪/forum/viewthread.php?tid=636227&highli ght=%BD%D3%B4%A55.求教一个接触计算的问题/forum/viewthread.php?tid=617336&highli ght=%BD%D3%B4%A56.请高手指点，铲斗和土接触约束如何加载？/forum/viewthread.php?tid=735226&highli ght=%BD%D3%B4%A57.如何在IDEAS用直接法做响应分析,因为我的模型要考虑接触! /forum/viewthread.php?tid=778587&highli ght=%BD%D3%B4%A58. I-DEAS assembly contac t/forum/viewthread.php?tid=628711&highli ght=contact八.其他1.梁单元的后处理显示问题/forum/thread-812512-1-1.html2.扭转常数、翘曲常数和翘曲约束因子 - 一篇翻译资料/forum/thread-813826-1-1.html3. 梁单元的后处理显示问题/forum/thread-812512-1-1.html4.restraint 和 constraint 有什么不同/forum/thread-812852-1-2.html5.有限元分析中看结果的问题/forum/thread-800559-1-5.html6.难得的原版bolt_connection资料/forum/thread-722056-1-7.html7.在模拟铰接的结构时，用rigid还是用constraint？/forum/thread-788350-1-8.html8.I-DEAS元素过多，内存不够，怎么办？/forum/thread-549280-1-9.html9.请问I-DEAS中求解运算时的横坐标的supernode是什么意思?/forum/thread-773816-1-12.html 10. 弹簧元的设置/forum/thread-769933-1-12.html 11.如何提取中面？/forum/thread-525860-1-13.html 12.如何仿真加扭矩的光轴/forum/thread-757351-1-13.html 13.分析难题/forum/thread-762508-1-15.html 14. 8个问题请教htbbzzg 大哥/forum/thread-757855-1-16.html 15. GAP element 例子/forum/thread-565022-1-16.html 16. 试问高手几个问题/forum/thread-752457-1-17.html 17.请问如图所示的销钉如何模拟，请htbbzzg兄帮忙/forum/thread-745663-1-20.html 18. GM CAE Criteria(Original Edition)/forum/thread-625467-1-21.html。
热辐射分析
吸收和反射
对于承受一定辐射的不透明介质, G , 一部分辐射能会从平面反射， 一部分会被介质吸收:
G
辐射
反射的能量
Gref
Gabs
吸收的能量
表面总吸收率, a, 与之吸收偶然辐射的趋势有关。 表面总反射率, r, 与之反射偶然辐射的趋势有关。
能量守衡要求: a r 1
辐射率和辐射能
同样，表面总辐射率, e, 是平面在所有方向使用所有波长发射热的 能力。这是一个无量纲数值。 平面在所有方向用所有波长发射的总能量 (热流单位) 由施蒂芬-波 斯曼定律确定:
q12 es ( A1 F12T14 A2 F21T24 )
其中: q1 2 从节点1到节点2的辐射热量 A 1 , A2 与节点1和2有关的表面面积 F21 形状系数 注意: F 代表从节点i辐射到节点j的总辐射能的系数 ij
辐射建模
使用连接单元建立辐射模型
辐射连接单元, LINK31
– – – – – – 使用在形状因子未知的情况下。 在不同定位的表面上生成形状因子, Fij。 用于表面间的相互辐射。 可以用于封闭或开放系统。 本方法需要非常大的计算工作量，可能需要相对大量的CPU时间和存储空间 (特 别是使用HIDDEN方法时)。 不能使用随温度变化的发射率。
辐射建模
使用辐射矩阵单元建立辐射模型 辐射矩阵单元
3D 边界条件, SURF152
– 将SURF152单元覆盖在模型有辐射的面上。
–
远离基础 SURF152 单元指定附加结点。(注: 附加结点需要属于另外辐射面的单 元或是单独的，带有施加的温度约束。)
材料特性:
–
EMIS(e ) Can be defined as functionof temperatur e
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TMG 热辐射分析教程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
内容
确定单元方向； 控制遮蔽检查； 使用反面 创建封闭腔 使用 SPACE 腔
TMG 热分析--辐射
目 录
TMG 热辐射教程................................................................................................................................................... 1 1、建模方法说明........................................................................................................................................... 4 2、建立模型...................................................................................................................................................4 创建并分割内部块体............................................................................................................................. 4 在正面绘制分割块体的草图................................................................................................................. 4 使用草图完全分割块体......................................................................................................................... 4 创建外部壳体......................................................................................................................................... 4 用内部块体分割外部块体..................................................................................................................... 5 创建、定位 12x12x12mm 小六面体..................................................................................................... 5 将小块体包括在零件中......................................................................................................................... 6 几何创建完成，命名零件..................................................................................................................... 6 创建热导率为 10W/(M-C)的材料......................................................................................................... 7 创建厚度为 3mm 的薄壳单元属性....................................................................................................... 7 创建有限元模型..................................................................................................................................... 7 创建组.....................................................................................................................................................7 3、全辐射.......................................................................................................................................................8 在 INNER SHELL 上创建网格............................................................................................................. 8 检查单元方向，校验单元的正、反面方向......................................................................................... 9 通过菜单改变单元的方向..................................................................................................................... 9 在底面创建热载荷............................................................................................................................... 10 在顶面定义常温................................................................................................................................... 10 确定辐射单元....................................................................................................................................... 11 设置计算运行目录............................................................................................................................... 11 4、全辐射求解、检查、后处理................................................................................................................. 11 求解模型...............................................................................................................................................12 通过查找辐射、温度和热评很消息检查分析解............................................................................... 12 后处理费平均的单元温度................................................................................................................... 12 5、遮蔽检查.................................................................................................................................................14 对几何内部小块体划分网格............................................................................................................... 14 检查小块体单元方向........................................................................................................................... 15 再次关闭单元法向显示....................................................................................................................... 15 开启计算的遮蔽检查功能................................................................................................................... 15