Abaqus Heat Transfer Analysis--传热模型
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abaqus线单元热传导英文回答:Heat Transfer in Abaqus 1D Elements.Abaqus 1D heat transfer elements are used to model heat conduction in one-dimensional structures, such as rods, beams, and pipes. These elements can be used to analyze a variety of heat transfer problems, including steady-state and transient heat conduction, convection, and radiation.There are three types of 1D heat transfer elements available in Abaqus:DC1D2 is a two-node linear heat transfer element.DC1D3 is a three-node quadratic heat transfer element.DC1D4 is a four-node linear heat transfer element with mid-side nodes.The choice of which element to use depends on the accuracy and computational efficiency required for the analysis. DC1D2 elements are the simplest and most computationally efficient, but they are less accurate than DC1D3 and DC1D4 elements. DC1D3 elements are more accurate than DC1D2 elements, but they are also more computationally expensive. DC1D4 elements are the most accurate, but they are also the most computationally expensive.Modeling Heat Transfer in Abaqus 1D Elements.To model heat transfer in Abaqus 1D elements, the following steps must be followed:1. Create a model geometry.2. Define the material properties.3. Apply boundary conditions.4. Solve the model.1. Create a Model Geometry.The first step in modeling heat transfer in Abaqus 1D elements is to create a model geometry. The geometry can be created using any CAD software that can export to Abaqus input file format (.inp).2. Define the Material Properties.Once the geometry has been created, the next step is to define the material properties. The material propertiesthat are required for heat transfer analysis are the thermal conductivity, specific heat, and density.3. Apply Boundary Conditions.The next step is to apply boundary conditions to the model. Boundary conditions are used to specify the temperature or heat flux at the boundaries of the model.4. Solve the Model.Once the boundary conditions have been applied, the model can be solved. The solution process will calculate the temperature distribution within the model.中文回答:Abaqus线单元中的热传导。
基于ABAQUS软件的热传导问题分析摘要:ABAQUS是一款功能强大的有限元分析软件,尤其在处理非线性问题上具有较大的优势。
利用热传导问题的算例,介绍了ABAQUS软件热传导分析各步骤模块。
通过算例中钢板和施热介质接触传热时的温度分布云图以及温度随时间变化曲线,了解了ABAQUS软件强大的分析及处理的功能。
同时,为进一步利用ABAQUS软件进行非线性问题分析做好了理论上的铺垫工作。
关键词:ABAQUS 热传导有限元分析数值模拟中图分类号:V231.1+3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)12(a)-0135-02ABAQUS是一套功能强大的工程模拟的有限元软件,其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。
作为通用的模拟工具,ABAQUS除了能解决大量结构(应力/位移)问题,还可以模拟其他工程领域的许多问题,例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析及压电介质分析[1-2]。
但是ABAQUS在中国的普及程度远远不如同类CAE软件ANSYS,不仅国内翻译的中文图书较少,而且上机操作基本要按ABAQUS所提供的手册进行,尤其对于热分析领域问题的介绍就更不多见。
热分析是用于计算一个系统或部件的温度分布及其他热物理参数,如热量的获取或损失、热梯度、热流密度等。
ABAQUS热分析的传热方式有热传导、热对流、热辐射3种[3-4]。
文章基于某钢板在加热炉中接触加热的案例对ABAQUS在热传导问题上进行分析研究。
1 ABAQUS热传导类型和关键问题温度差是传热的基本条件。
热总是由高温传向低温。
根据传热过程中温度是否随时间变化,传热可分为两种热态,即稳态传热和非稳态传热。
ABAQUS热传导模块与之对应也分为稳态和瞬态两种。
稳态代表物体各处温度不随时间变化的传热过程;瞬态代表吸收或放出热能使温度随时间发生变化的传热过程[5]。
热传导分析过程中需要考虑到很多条件及相关参数的设定,这些都是做热传导分析的关键问题[6]。
ABAQUS 热分析常用概念介绍热传递通过热传导、对流和热辐射三种方式实现。
热传导是热量重系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一系统的现象。
模型中有两种方式实现,共点网格和接触对。
热阻系数=空气热传导率/空气间隙。
对流是液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程,对流是液体和气体中热传递的特有方式,气体的对流现象比液体明显,对流分为自然对流和强迫对流。
辐射是物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领。
热传导分析中的基本物理量·温度Temperature 单位℃·热能Heat energy 单位J·热率Heat rate power 单位J/t or W·热流量Heat Flux = Powerper unit area单位J/t/L2 材料参数介绍1. CONDUCTIVITY 热传导率用于度量热量在材料中流动的难易程度:单位:W/m/℃在热传递分析中,传导率为必需的材料属性。
2. SPECIFIC HEAT 比热用于度量热能在材料中存储的难易程度:单位:J/Kg/℃3. Emissivity辐射率是衡量一个表面有多接近理想黑体的指标(0~1)。
边界条件与载荷介绍边界条件与载荷,在热传导分析中,每个自由度的共轭变量为温度-热率(单位时间的能量流)。
1. 预设的温度*BOUNDARY,包括两种,恒定温度和变化的温度,温度的共轭反作用是热率(热能进入一个已经预设温度值的节点的流通率)。
2. 预设热流量(热率),*CFLUX,节点的集中热流量;*DFLUX,施加在面或体上的分布热流量,*DSFLUX施加在面上的分布热流量。
3. 预设边界层条件最常见的一种边界条件为一个自由表明被紧临的流体加热或降温,关键字*CFILM,施加在节点上;*FILM二维中施加在单元边上,三维中施加在单元面上;*SFILM二维中施加在单元边上;边界层系数h是ABAQUS的一个输入参数,量纲:J/L2*T*θ。