第12讲 ANSYS瞬态热分析

瞬态热分析步骤二：加载求解
·设定一个只有一个子步的，时间很小的载荷步（例如0.001）： Command: TIME GUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>-Load Step OptsTime/Frequenc >Time and Substps
瞬态热分析步骤二：加载求解
c、设定载荷步选项 ①、普通选项 每个载荷步的载荷子步数，或时间增量 对于非线性分析，每个载荷步需要多个载荷子步。时间步 长的大小关系到计算的精度。步长越小，计算精度越高， 同时计算的时间越长。根据线性传导热传递，可以按如 下公式估计初始时间步长： ITS=δ2/4α 其中δ为沿热流方向热梯度最大处的单元的长度， α为导温 系数，它等于导热系数除以密度与比热的乘积（ α ＝ k/ρc)。 Command: NSUBST or DELTIM GUI: Main Menu> Solution>-Load Step Opts-> Time/Frequenc > Time and Substps
瞬态热分析步骤三：后处理
或列表输出： Command: PRVAR GUI: Main Menu>TimeHist Postproc>List Variables
此外， POST26还提供许多其它功能，如对变量进行数学操作等， 请参阅《ANSYS Basic Analysis Procedures Guide》
瞬态热分析步骤二：加载求解
c、设定载荷步选项 ①、普通选项 时间：本选项设定每一载荷步结束时的时间： Command: TIME GUI: Main Menu> Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc > Time and Substps
瞬态热分析步骤二：加载求解
②、非线性选项 时间积分效果：如果将此选项设定为OFF，将进行稳态热分析。 Command: TIMINT GUI: Main Menu> Solution>-Load Step Opts-> Time/Frequenc > Time Integration
瞬态热分析步骤二：加载求解
③、输出选项 · 控制打印输出：本选项可将任何结果数据输出到*.out 文件中 Command: OUTPR GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts->Output Ctrls>Solu Printout
·写入载荷步文件：
Command: LSWRITE GUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>Write LS File 或先求解： Command: SOLVE GUI: Main Menu> Solution>Solve>Current LS 注意：在第二载荷步中，要删去所有设定的温度，除 非这些节点的温度在瞬态分析与稳态分析相同。
瞬态热分析步骤二：加载求解
c、设定载荷步选项 ①、普通选项 时间：本选项设定每一载荷步结束时的时间： Command: TIME GUI: Main Menu> Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc > Time and Substps
瞬态热分析步骤二：加载求解
瞬态分析步骤

建模 加载求解 后处理
瞬态热分析步骤一： 建模
·确定jobname、title、units, 进入PREP7；
·定义单元类型并设置选项； ·如果需要，定义单元实常数； ·定义材料热性能：一般瞬态热分析要定义导热系数、密度 及比热； · 建立几何模型； · 对几何模型划分网格。
·写入载荷步文件： Command: LSWRITE GUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>Write LS File 或先求解： Command: SOLVE GUI: Main Menu> Solution>Solve>Current LS 注意：在第二载荷步中，要删去所有设定的温度，除非这些节点 的温度在瞬态分析与稳态分析相同。
瞬态热分析步骤三：后处理
2、用POST26进行后处理 · 首先要定义变量： Command: NSOL or ESOL or RFORCE GUI: Main Menu>TimeHist Postproc>Define Variables
瞬态热分析步骤三：后处理
· 然后就可以绘制这些变量随时间变化的曲线： Command: PLVAR GUI: Main Menu>TimeHist Postproc>Graph Variables
初始均匀温度仅对分析的第一个子步有效；而设定节点温度将保持 贯穿整个瞬态分析过程，除非通过下列方法删除此约束： Command: DDELE GUI: Main Menu> Solution>-Loads->Delete>-Thermal-Temperature > On Nodes
瞬态热分析步骤二：加载求解
瞬态热分析步骤二：加载求解
②、非线性选项 自动时间步长：本选项为 ON时，在求解过程中将自动调整时 间步长。 Command: AUTOTS GUI: Main Menu> Solution>-Load Step Opts-> Time/Frequenc > Time and Substps
瞬态热分析步骤二：加载求解
瞬态热分析步骤二：加载求解
③、输出选项 · 控制结果文件：控制*.rth的内容 Command: OUTRES GUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts->Output Ctrls > DB/Results File 、存盘求解
瞬态热分析步骤三：后处理
ANSYS提供两种后处理方式： · POST1，可以对整个模型在某一载荷步（时间点）的 结果进行后处理； Command: POST1 GUI: Main Menu>General Postproc. · POST26，可以对模型中特定点在所有载荷步（整个 瞬态过程）的结果进行后处理。 Command: POST26 GUI: Main Menu>TimeHist Postproc
瞬态热分析步骤二：加载求解
a、定义分析类型 ·如果第一次进行分析，或重新进行分析 GUI: Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis > Transient Command: ANTYPE,TRANSIENT,NEW
瞬态热分析步骤二：加载求解
a、定义分析类型 ·如果接着上次的分析继续进行（例如增加其它载荷） GUI: Main Menu>Solution>Analysis Type>Restart Command: ANTYPE,TRANSIENT,REST
①、定义均匀温度场
如果不在对话框中输入数据，则默认为参考温度，参考温度的值 默认为零，但可通过如下方法设定参考温度： Command: TREF GUI: Main Menu> Solution>-Loads->Settings>Reference Temp
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瞬态热分析步骤二：加载求解
瞬态热分析步骤二：加载求解
如果载荷在这个载荷步是恒定的，需要设为阶越选项；如果载荷 值随时间线性变化，则要设定为渐变选项： Command: KBC GUI: Main Menu> Solution>-Load Step Opts-> Time/Frequenc > Time and Substps
Guidelines
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②、非线性选项 迭代次数：每个子步默认的次数为25，这对大多数非线性热分 析已经足够。 Command: NEQIT GUI: Main Menu> Solution>-Load step opts > Nonlinear > Equilibrium Iter
②、设定非均匀的初始温度 在瞬态热分析中，节点温度可以设定为不同的值： Command: IC GUI: Main Menu> Solution>Loads>Apply>-Initial Condit'n > Define
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瞬态热分析步骤二：加载求解
如果初始温度场是不均匀的 且又是未知的，就必须首 先作稳态热分析确定初始 条件： · 设定载荷（如已知的温度、 热对流等） · 将时间积分设置为OFF： Command: TIMINT, OFF GUI: Main Menu> Preprocessor >Loads>Load Step OptsTime/Frequenc > Time Integration
稳态分析回顾
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10W/m.℃ 100℃
100℃
Байду номын сангаас100℃
学习内容
1、瞬态传热分析的定义 2、瞬态热分析的单元及命令 3、ANSYS瞬态热分析的主要步骤 4、建模 5、加载求解 6、后处理 7、相变问题 练习 瞬态热分析中使用的单元与稳态热分析相同。
本讲介绍瞬态传热分析的知识，通过学习，使大家了 解瞬态传热分析，并能对简单的问题进行求解。
瞬态热分析步骤二：加载求解
b、获得瞬态热分析的初始条件 ①、定义均匀温度场 如果已知模型的起始温度是均匀的，可设定所有节点初始温度 Command: TUNIF GUI: Main Menu> Solution>-Loads->Settings>Uniform Temp
瞬态热分析步骤二：加载求解
瞬态热分析步骤三：后处理
1、用POST1进行后处理 · 进入POST1后，可以读出某一时间点的结果： Command: SET GUI: Main Menu>General Postproc>Read Results>By Time/Freq 如果设定的时间点不在任何一个子步的时间点上， ANSYS会进行线性插值。 · 此外还可以读出某一载荷步的结果： GUI: Main Menu>General Postproc>Read Results>By Load Step 然后就可以采用与稳态热分析类似的方法，对结 果进行彩色云图显示、矢量图显示、打印列表等后 处理。
注意：设定均匀的初始温度，与如下的设定节点的温度 ( 自由度 )不 同 Command: D GUI: Main Menu > Solution > -Loads- > Apply > -Thermal- > Temperature > On Nodes
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瞬态热分析步骤二：加载求解