Workbench热分析实例之一.

Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #00557 WS9-9
材料属性 – 飞轮铸造分析
• 沙模的材料属性 (常数): 热导率: 密度: 比热:
0.346 W/m-°C 1520 kg/m3 816 J/kg-°C
使用已存在的几何文件
Workshop Supplement
• 双击“wheel.agdb”，返回到Project 页，高亮wheel，打开Simulation，注意需要改变分析类型为2D
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Inventory #00557 WS9-4
来自百度文库
飞轮铸造分析-控制
• 激活时间积分。使用向后欧拉时间积分。 • 激活线性搜索收敛增强工具。 • 热导率表现了沙与铝的接触。 • 将进行两个分析
–Case 1: 观察1分钟内的凝固。 –Case 2: 运行第二个工况，持续30秒。
• 激活自动时间步
–初始和最小时间步长为0.001 sec –Case 1: 最大时间步长2.0 sec –Case 2: 最大时间步长5.0 sec
Inventory #002557 WS9-1
案例 – 飞轮铸造分析
• 为了讲述在课程中论述的相变技术，将进行 一个飞轮铸造分析:
• 问题描述:
– 对一个铝制飞轮铸造进行相变分析。飞 轮是将溶解的铝注入沙模中制造的。
• 分析目标:
– 研究飞轮凝固过程。
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几何文件Wheel.agdb - 轴对称几何
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Inventory #00557 WS9-2
飞轮铸造分析
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Inventory #00557 WS9-3
步骤
Workshop Supplement
• 定义两种材料: 铝和沙。 • 建立瞬态热分析
–指定时间步长控制。 –求解控制。
• 指定初始条件。 –沙模25 °C –铝800 °C
飞轮几何
• 沙漠几何:
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Inventory #00557 WS9-7
描述 • 部件在圆柱形沙模(高20厘米，半径25厘米)的中心。 • 铝在800 °C时注入沙模。 • 沙模初始温度为 25 °C 。 • 模型顶面和侧面与环境通过自由对流交换热量。 • 假设沙模和铝均为轴对称。 • 假设沙的热材料属性为常数，铝随时间变化。比热和密度将用来计算铝的热焓。
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Inventory #00557 WS9-8
几何类型
• 确认在2D behavior中选择了 “Axisymmetric” 。 高亮Geometry ，查看其细节栏。
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•铝 注意，密度和比热将被删除，因为可以替代的计算热焓。
温度相关的热导率
Temperature (°C) 100 200 300 400 530 800
KXX (W/m-°C) 206 215 228 249 268 290
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Inventory #00557 WS9-5
Workbench-Simulation Heat Transfer 11.0
Workshop 9 – 飞轮铸造(相变分析)
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• 建立对流边界条件。
–环境温度为30 °C，沙模侧面换热系数为7.5 W/m2-°C ，沙模顶面为5.75 W/m2-°C。
–底部不指定边界条件 (完全绝热).
• 在后处理中建立温度探测器。
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案例 – 飞轮铸造分析
飞轮几何:
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Inventory #00557 WS9-6