ANSYS传热分析实例汇总

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，筒为空气，筒外为海水，求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.o F

玻纤0.028 BTU/hr.ft.o F

铝117.4 BTU/hr.ft.o F

边界条件空气温度70 o F

海水温度44.5 o F

空气对流系数 2.5 BTU/hr.ft2.o F

海水对流系数80 BTU/hr.ft2.o F

沿垂直于圆筒轴线作横截面，得到一圆环，取其中1度进行分析,如图示。

以下分别列出log文件和菜单文件。

/filename, Steady1

/title, Steady-state thermal analysis of submarine

/units, BFT

Ro=15 !外径(ft)

Rss=15-(0.75/12) !不锈钢层径ft)

Rins=15-(1.75/12) !玻璃纤维层径(ft)

Ral=15-(2/12) !铝层径 (ft)

Tair=70 !潜水艇空气温度

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

菜单操作:

1.U tility Menu>File>change jobename, 输入Steady1；

2.U tility Menu>File>change title,输入Steady-state thermal analysis of

submarine；

3.在命令行输入:/units, BFT；

4.M ain Menu: Preprocessor；

5.M ain Menu: Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,选择PLANE55；

6.M ain 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.M ain 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.M ain Menu: Preprocessor>-Modeling->Operate>-Booleane->Glue>Area,选择PICK ALL；

9.M ain 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。