ANSYS瞬态热分析ANSYS瞬态热分析1. 建模2. 加载求解2.1 定义分析类型2.2 定义初始条件3. 后处理3.1 用POST1 进行后处理3.2 用POST26进行后处理1. 建模确定jobname、title、units，进入PREP7定义单元类型并设置选项如需要，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2. 加载求解2.1 定义分析类型选择瞬态热分析CMD: ANTYPE, TRANSIENT, NEW(REST)GUI: Main menu>Solution> Analysis Type> New Analysis> Transient(>Restart) 2.2 定义初始条件定义均匀温度场1. 如果模型的初始温度是均匀已知的，可设所有节点初始温度CMD：TUNIFGUI : Main Menu > Solution> Loads> Settings >Uniform Temp2. 如果不设置，则默认为参考温度，参考温度默认为0，但可通过如下方法设定参考温度CMD: TREFGUI:Main Menu>Solution>Loads>Settings>Reference Temp定义节点温度1. 施加节点温度CMD: DGUI: Main Menu > Solution > Loads> Apply > Thermal > Temperature > OnNodes2. 删除节点温度CMD:DDELEGUI:Main Menu > Solution > Loads> Delete > Thermal > Temperature > OnNodes3. 定义非均匀节点温度在瞬态热分析中节点温度可设定为不同的值CMD: ICGUI: Main Menu > Solution > Loads> Delete > Thermal > Temperature > OnNodes4. 初始温度未知如果初始温度场不均匀且未知，就必须首先做稳态热分析设定载荷(如已知的温度、热对流等)；将时间积分设置为OFF:CMD:TIMINT, OFFGUI:Main Menu> Preprocessor> Loads > Load Step Opts >Time/Frequenc >Time Integration设定只有一个子步的，时间很小的载荷步(例如时间可设为0.001)GUI:Main Menu> Preprocessor> Loads > Load Step Opts >Time/Frequenc >Time and Substps写入载荷步文件CMD:LSWRITEGUI:Main Menu> Preprocessor> Loads > Write LS FILE> Time/Frequenc>Time and Substps或者直接求解CMD:SOLVEGUI:Main Menu> Solution>Solve>Current LS注意：在第二载荷步中，要删除所设定的温度，除非这些节点的温度在瞬态分析与稳态分析中相同注意：设定初始温度和设定节点温度不同，设点节点温度不同。
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第一章简介一、热分析的目的热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量〕等。
热分析在许多工程应用中扮演重要角色,如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。
二、ANSYS的热分析•在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Thermal、ANSYS/FLOTRAN、ANSYS/ED五种产品中包含热分析功能,其中ANSYS/FLOTRAN不含相变热分析。
•ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。
•ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式.此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。
三、ANSYS 热分析分类•稳态传热:系统的温度场不随时间变化•瞬态传热：系统的温度场随时间明显变化四、耦合分析•热－结构耦合•热－流体耦合•热－电耦合•热－磁耦合•热－电－磁－结构耦合等第二章 基础知识一、符号与单位 W/m 2—℃ 二、传热学经典理论回顾热分析遵循热力学第一定律,即能量守恒定律:● 对于一个封闭的系统（没有质量的流入或流出〕PE KE U W Q ∆+∆+∆=-式中： Q —— 热量；W -- 作功；∆U ——系统内能；∆KE ——系统动能;∆PE —-系统势能；●对于大多数工程传热问题：0＝＝PE KE ∆∆； ●通常考虑没有做功:0=W ， 则：U Q ∆=； ● 对于稳态热分析：0=∆=U Q ，即流入系统的热量等于流出的热量;●对于瞬态热分析：dt dU q =,即流入或流出的热传递速率q 等于系统内能的变化。
第N章水杯热分析案例这个案例是使用ANSYS WORKBENCH 热分析模块功能进行演示。
通过对杯子模型加载温度荷载来分析出其温度分布状况。
1.5.1案例介绍此案了使用一个铜合金材料的水杯模型，在内表面施加100℃的温度载荷在外表面施加对流传热系数来模拟一下当水杯装满热水时候的温度以及热流分布状况以演示AMSYS WORKBENCH 热分析模块的基本操作过程。
1.5.2启动Workbench并建立分析项目(1) 首先打开ANSYS WORKBENCH 14.0。
双击Toolbox（工具箱）→Analysis System （分析系统）→Steady-State Therma（热分析模块）打开，如图-1所示。
图-1 打开热分析模块图-2 选择材料1.5.3定义材料参数（1）双击打开A2项目（Engineering Data）。
（2）打开后在菜单栏中点击图标。
然后在Engineering Data Sources项目中单击A3项General Materials（一般材料）→单击Outline of General Materials中的A7项Copper Alloy（铜合金）中的B7项的图标来选择上此材料。
（3）材料选择完成后单击（回到项目管理区）图标。
1.5.4导入模型（1）双击项目A3项Geometry（模型）进入DM模块来导入我们需要分析的模型。
如图-3所示。
图-3 打开DM模块图-5 导入模型（2）单击File（文件）→Import External Geometry File（导入模型文件）。
如图-5所示。
（3）找到模型文件单击选择后单击“打开”按钮。
如图-6所示。
图-6 打开模型图-7 划分网格1.5.5划分网格（1）双击项目文件A4项Model（网格）。
如图-7所示。
打开的模型如图-8所示。
图-8 杯子的模型图-9 刷新网格（2）我们先使用程序自动划分网格，通过查看网格质量再决定是否进行网格控制。
ANSYS热分析指南(第三章)第三章稳态热分析3.1稳态传热的定义ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical，ANSYS/FLOTRAN和ANSYS/Professional这些产品支持稳态热分析。
稳态传热用于分析稳定的热载荷对系统或部件的影响。
通常在进行瞬态热分析以前，进行稳态热分析用于确定初始温度分布。
也可以在所有瞬态效应消失后，将稳态热分析作为瞬态热分析的最后一步进行分析。
稳态热分析可以计算确定由于不随时间变化的热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数。
这些热载荷包括：对流辐射热流率热流密度（单位面积热流）热生成率（单位体积热流）固定温度的边界条件稳态热分析可用于材料属性固定不变的线性问题和材料性质随温度变化的非线性问题。
事实上，大多数材料的热性能都随温度变化，因此在通常情况下，热分析都是非线性的。
当然，如果在分析中考虑辐射，则分析也是非线性的。
3.2热分析的单元ANSYS和ANSYS/Professional中大约有40种单元有助于进行稳态分析。
有关单元的详细描述请参考《ANSYS Element Reference》，该手册以单元编号来讲述单元，第一个单元是LINK1。
单元名采用大写，所有的单元都可用于稳态和瞬态热分析。
其中SOLID70单元还具有补偿在恒定速度场下由于传质导致的热流的功能。
这些热分析单元如下：表3-1二维实体单元表3-2三维实体单元表3-3辐射连接单元表3-4传导杆单元表3-5对流连接单元表3-6壳单元表3-7耦合场单元表3-8特殊单元3.3热分析的基本过程ANSYS热分析包含如下三个主要步骤：前处理：建模求解：施加荷载并求解后处理：查看结果以下的内容将讲述如何执行上面的步骤。
首先，对每一步的任务进行总体的介绍，然后通过一个管接处的稳态热分析的实例来引导读者如何按照GUI路径逐步完成一个稳态热分析。
最后，本章提供了该实例等效的命令流文件。
