Ansys计算温度场操作流程学习资料
ANSYS 温度场分析
加载可能有问题，注意对照书中的例子，对热分析不了解。但我看你是把材料1都选中了，然后加了温度40度，这样不对，应该把那个面选中，然后选中面上所有的节点，耦合这些节点的自由度，然后加温度。你这个D和DA的加载命令最好跟书中保持一致。追问那个40度是材料本身的原始温度。如果只加表面的话，会不会只是指的它的表面温度。 回答温度可以加在单元上吗？我理解是把所有材料1的节点选中，耦合温度自由度，然后加在其中一个节点上。 追问恩，昨天我也发现那个地方错了，已经改过，但基本靠自己摸索了。先不要着急把自己的结果做出来，先看看书，理解一下各种单元的含义，理评价谢谢你这么用心。
刚学习用ANSYS进行温度场分析，情况是这要的，一块铝板放在干冰上，分析铝板（初始温度定为40度）的温度杨分布。分析出来的结果与实验相差太大。主要体现在分析出来的冷冻速度太快了。1S的时候温度就已经达到了零下40多度了。分析了各种原因，参数选的都对，不知道是不是不能直接将干冰的-78度直接加载到铝板的一个面上。命令流如下，不知道有没有错误。FINISH/CLEAR/FILNAME,3D imprinting/TITLE, The Transient Thermal Analysis Of MultiScaffold/UNITS,SI/PREP7ET,1,SOLID70LB1=214 !定义铝的导热系数TH_AL=0.003 !铝板的厚度AP=100 !定义对流换热系数MP,C,1,900MP,KXX,1,LB1MP,DENS,1,2780!**************建模*****************!创建铝板CYLIND,0,0.005,-TH_AL,0,-60,60CYLIND,0.005,0.01,-TH_AL,0,-60,60VGLUE,ALLNUMCMP,ALL!材料属性VSEL,S,,,1VSEL,A,,,2VATT,1,1,1ALLSEL,ALL!划分网格ESIZE,0.0004MSHKEY,1VSWEEP,ALL!*****进行稳态分析********/SOLUANTYPE,TRANSTIMINT,OFFESEL,S,MAT,,1D,ALL,TEMP,40TIME,0.1KBC,0ALLSEL,ALLSOLVE!*****进行瞬态分析********/SOLUANTYPE,TRANSTRNOPT,FULLTIME,50KBC,1DELTIME,1,1,2AUTOTS,ONTIMINT,ONOUTRES,ALL,ALL!**施加载荷**DDELE,ALL,TEMPDA,1,TEMP,-78DA,7,TEMP,-78ASEL,S,AREA,,2ASEL,A,AREA,,8SFA,ALL,,CONV,AP,25ALLSEL,ALLSOLVE
热分析(ansys教程)
1. 对流边界条件：需要提供对流 系数、流体温度和表面传热系数 等信息。
3. 初始条件：确保初始温度等初 始条件设置合理，不会导致求解 过程不稳定。
求解收敛问题
•·
1. 迭代方法：选择合适的迭代方 法，如共轭梯度法、牛顿-拉夫森 法等。
2. 松弛因子调整：根据求解过程， 适时调整松弛因子，以提高求解 收敛速度。
稳态热分析的步骤
建立模型
使用ANSYS的几何建模工具创建分析对象 的几何模型。
后处理
使用ANSYS的后处理功能，查看和分析结 果，如温度云图、等温线等。
网格化
对模型进行网格化，以便进行数值计算。 ANSYS提供了多种网格化工具和选项，可 以根据需要进行选择。
求解
运行求解器以获得温度分布和其他热分析 结果。
电子设备散热分析
研究电子设备在工作状态下的散热性能，提高设备可靠性和 使用寿命。
06 热分析的常见问题与解决 方案
网格划分问题
网格划分是热分析中重要 的一步，如果处理不当， 可能导致求解精度和稳定 性问题。
•·
1. 网格无关性：确保随着 网格数量的增加，解的收 敛性得到改善，且解不再 发生大的变化。
03 稳态热分析
稳态热分析的基本原理
01
稳态热分析是用于确定物体在稳定热载荷作用下的温度分布。在稳态条件下， 物体的温度场不随时间变化，热平衡状态被建立，流入和流出物体的热量相等 。
02
稳态热分析基于能量守恒原理，即流入物体的热量等于流出物体的热量加上物 体内部热量的变化。
03
稳态热分析通常用于研究物体的长期热行为，例如散热器的性能、电子设备的 热设计等。
热分析的基本原理基于能量守恒定律，即物体内部的能量变化应满足能量守恒关系。
ANSYS计算温度场及应力场
ANSYS计算温度场及应力场在ANSYS中计算温度场需要考虑的因素有很多，比如热源、热传导、边界条件等。
首先，我们需要在ANSYS中建立一个三维模型，包括几何形状、材料属性和初始条件。
然后，我们可以选择合适的求解器，比如热传导方程求解器，来解决温度场的传导问题。
在建立模型时，需要给定材料的热导率和密度等属性，这些参数可以通过实验测量或者文献资料获得。
对于复杂的几何形状，可以使用ANSYS 的建模工具，比如CAD软件，将实际的几何形状导入到ANSYS中。
然后，我们需要给定边界条件，比如边界上的温度和热通量。
这些条件可以通过实验测量或者根据实际情况进行估计。
在设置好模型后，我们可以选择求解器来解决温度场的传导问题。
ANSYS提供了多种求解器，包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。
这些方法可以根据不同的情况选择合适的求解器，并通过迭代计算来获得温度场的分布。
在计算完温度场后，我们可以使用ANSYS的后处理工具来分析和可视化结果。
例如，可以绘制温度云图、温度剖面和温度梯度图，以展示温度场的分布情况。
此外，还可以计算温度场的平均值、最大值和最小值等统计量，以评估系统的性能和安全性。
另外，ANSYS还可以用于计算应力场。
在计算应力场时，需要考虑的因素包括材料的应变-应力关系、加载条件和几何形状等。
首先，我们需要在ANSYS中建立一个三维模型，包括几何形状、材料属性和初始条件。
然后，选择合适的求解器，比如有限元法求解器，来解决应力场的静力学问题。
在建立模型时，需要给定材料的弹性模量、泊松比和密度等属性。
这些参数可以通过实验测量或者文献资料获得。
对于复杂的几何形状，可以使用ANSYS的建模工具，比如CAD软件，将实际的几何形状导入到ANSYS 中。
然后，我们需要给定加载条件，比如施加在模型上的力和边界约束。
这些条件可以根据实际情况进行估计。
在设置好模型后，我们可以选择求解器来解决应力场的静力学问题。
ANSYS提供了多种求解器，包括有限元法、边界元法和模态分析等。
ANSYS仿真电磁系统温度场步骤
ANSYS仿真电磁系统温度场步骤1.创建几何模型：在ANSYS中，可以使用多种方法创建电磁系统的几何模型，包括使用建模工具、导入CAD文件或使用ANSYS的几何建模工具。
确保几何模型完整且准确。
2.定义材料属性：对于每个几何体，需要为其分配材料属性。
这些属性包括热导率、比热容和密度等。
可以使用材料库中的标准材料，也可以定义自定义材料属性。
3.设置边界条件：在仿真中，需要设置边界条件来模拟实际操作条件。
对于电磁系统的温度场仿真，需要设置壁面流动条件和散热条件等。
4. 网格划分：将几何模型离散化为小区域，即网格或网格。
这可以通过使用ANSYS网格工具手动创建网格，或者使用ANSYS自动网格生成器，如AutoMesh或TGrid。
5.定义热源：对于电磁系统的温度场仿真，可能存在电磁源，如电流或电压。
需要定义这些热源，并将其添加到仿真模型中。
6.定义边界条件：除了热源之外，还需要为仿真模型定义边界条件，如固定温度、固定热流或固定热通量条件。
这些边界条件将在仿真过程中施加在模型的边界处。
7.定义求解器设置：在ANSYS中，可以选择不同的求解器来求解热传导问题。
根据实际需求，可以选择稳态或瞬态求解器，并定义其他相关设置，如收敛准则和求解步长等。
8.运行仿真：完成所有前期准备工作后，可以运行仿真并等待结果。
ANSYS将根据定义的边界条件和材料属性，求解电磁系统的温度场分布。
9.结果后处理：一旦仿真完成，可以对结果进行后处理和分析。
可以查看温度分布图、温度剖面图或导出结果以供进一步分析和使用。
10.优化设计：根据分析和后处理结果，可以对电磁系统的设计进行优化。
可以将结果与实际需求进行比较，并根据需要进行设计修改。
总结：使用ANSYS进行电磁系统温度场仿真的步骤主要包括创建几何模型、设定材料属性、确定边界条件、网格划分、定义热源和边界条件、设置求解器参数、运行仿真、结果后处理和优化设计。
这些步骤将帮助工程师分析和优化电磁系统的温度场，并提供有关系统的详细信息。
ANSYS温度场分析步骤
基于ANSYS12.0的钢板加热过程分析
一．问题描述
2000mm*2000mm*100mm的钢板，初始温度为20℃，放入温度为1120℃的加热炉内加热,已知其换热系数125W/㎡*K，钢板的比热为460J/kg*℃，密度为7850kg/m ³，导热系数为50W/m*K，计算钢板1800s后的温度场分布。
二．问题分析
此问题属于热瞬态分析（载荷随时间变化），选用SOLID70三维六面体单元进行有限元分析。
SOLID70——三维热实体，具有8各节点，每个节点一个温度自由度。
该单元可用于三维的稳态或瞬态的热分析问题。
三．操作步骤
1.定义分析文件名
Utility Menu>File>Change Jobname，输入Example。
2.定义单元类型
Main Menu>Preprocesor>Element Type>Add/Edit/Delete,选择SOLID70三维六面体单元进行有限元分析。
3.定义材料属性
①传导系数
②材料密度
③材料比热
4.建立几何模型
5.设置单元密度
6.划分单元
7.施加对流换热载荷
8.施加初始温度
9.设置求解选项
10.温度偏移量设置
11.输出控制
12.存盘
13.求解
14.显示温度场分布云图
四．总结
本例介绍了应用ANSYS对钢板加热过程进行瞬态热分析的基本步骤，应用此方法可对各种零件加热过程的温度
场分布进行分析。
热分析(ansys教程)..
施加载荷计算(续)
c、对流 对流边界条件作为面载施加于实体的外表面，计算与
流体的热交换，它仅可施加于实体和壳模型上，对 于线模型，可以通过对流线单元LINK34考虑对流。
Command Family: SF GUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-
热传递的方式(续)
3、热辐射
✓ 热辐射指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变 为热的热量交换过程。物体温度越高，单位时间辐 射的热量越多。热传导和热对流都需要有传热介质， 而热辐射无须任何介质。实质上，在真空中的热辐 射效率最高。
✓ 在工程中通常考虑两个或两个以上物体之间的辐射，
系统中每个物体同时辐射并吸收热量。它们之间的
稳态传热
➢ 如果系统的净热流率为０，即流入系统的热量加上 系统自身产生的热量等于流出系统的热量：q流入+q 生成-q流出=0，则系统处于热稳态。在稳态热分析中 任一节点的温度不随时间变化。稳态热分析的能量 平衡方程为(以矩阵形式表示):[K]{T}={Q}
➢ 式中： [K]为传导矩阵，包含导热系数、对流系数 及辐射率和形状系数；{T}为节点温度向量；{Q}为 节点热流率向量，包含热生成；
✓ 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
ANSYS的热分析分类
❖ ANSYS的热分析分类 ✓ 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 ❖ 与热有关的耦合分析 ✓ 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
ANSYS温度场分析步骤
ANSYS温度场分析步骤ANSYS是一个计算机辅助工程软件，用于各种工程应用，包括温度场分析。
温度场分析主要是用于研究物体或系统内部的温度分布和传热过程，可以帮助工程师设计和改进各种设备和系统。
下面是ANSYS温度场分析的步骤：1.准备工作：在进行温度场分析之前，首先需要准备好相关的几何模型和网格模型。
几何模型可以由CAD软件创建，而网格模型则需要使用ANSYS的网格生成工具进行网格划分。
在划分网格时，需要根据物体的几何形状和分析需求选择适当的划分网格的密度。
2.定义材料属性：在进行温度场分析之前，需要定义材料的热传导特性。
在ANSYS中，可以通过输入材料的热导率、热容和密度来描述材料的热性能。
3.设置边界条件：在进行温度场分析时，需要设置边界条件来模拟实际工况。
边界条件包括：初始温度、加热或冷却速率、边界热通量以及固定温度等。
这些条件将对温度场分析结果产生重要影响，需要根据实际情况进行合理设置。
4.定义物理模型：在进行温度场分析之前，需要定义物理模型，包括所分析的物体的几何形状和边界条件。
在ANSYS中，可以通过绘制几何模型和设置边界条件来定义物理模型。
5.进行温度场分析：在完成前面的准备工作后，就可以进行温度场分析了。
在ANSYS中，可以使用热传导分析模块来进行温度场分析。
热传导分析模块可以通过求解热传导方程来计算温度场的分布。
分析结果可以包括温度场分布图、热通量分布图等。
6.分析结果的后处理：在进行温度场分析之后，需要对分析结果进行后处理。
后处理包括对温度场分布图进行可视化分析，并进行更详细的结果解释。
可以通过ANSYS提供的后处理工具来进行分析结果的可视化。
7.结果验证和优化：在进行温度场分析之后，可以对分析结果进行验证和优化。
验证可以通过与实际测量数据进行对比来确定模型的准确性和可靠性。
优化则可以通过调整边界条件、几何形状或材料属性等来提高设计的性能。
总结：ANSYS温度场分析是一个非常强大和灵活的工程分析工具，可以用于各种工程应用。
Ansys有限元分析温度场模拟指导书
实验名称：温度场有限元分析一、实验目的1. 掌握Ansys分析温度场方法2. 掌握温度场几何模型二、问题描述井式炉炉壁材料由三层组成，最外一层为膨胀珍珠岩，中间为硅藻土砖构成，最里层为轻质耐火黏土砖，井式炉可简化为圆筒，筒内为高温炉气，筒外为室温空气，求内外壁温度及温度分布。
井式炉炉壁体材料的各项参数见表1。
表1 井式炉炉壁材料的各项参数三、分析过程1. 启动ANSYS，定义标题。
单击Utility Menu→File→Change Title菜单，定义分析标题为“Steady-state thermal analysis of submarine”2.定义单位制。
在命令流窗口中输入“/UNITS, SI”，并按Enter 键3. 定义二维热单元。
单击Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete 菜单，选择Quad 4node 55定义二维热单元PLANE554.定义材料参数。
单击Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models菜单5. 在右侧列表框中依次单击Thermal→Conductivity→Isotropic，在KXX文本框中输入膨胀珍珠岩的导热系数0.04，单击OK。
6. 重复步骤4和5分别定义硅藻土砖和轻质耐火黏土砖的导热系数为0.159和0.08，点击Material新建Material Model菜单。
7.建立模型。
单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→By Dimensions菜单。
在RAD1文本框中输入0.86，在RAD2文本框中输入0.86-0.065，在THERA1文本框中输入-3，在THERA2文本框中输入3，单击APPL Y按钮。
8.重复第7步，输入RAD1=0.86-0.065，RAD2=0.86-0.245，单击APPL Y；输入RAD1=0.86-0.245，RAD2=0.86-0.36，单击OK。
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Instruction of Ansys temperature field calculationQuestion 1: Consider an infinite (in one direction) plate with initial temperature T0. One end of the plate is exposed to the environment of which the temperature is T e (III type boundary condition). Analyze the temperature distribution in the plate during the period of 2000s.问题1：考虑一个方向无限长的平板，初始温度为T0，一段暴露在温度为T e的环境中，分析其在2000s内温度分布情况。
Basic parameters基本物性参数Geometry几何：a=1 m, b=0.1 mMaterial材料：λ=54 W/m·o C, ρ=7800 kg/m3, c p=465 J/kg·o CLoads载荷：T0=0 o C, T e=1000 o C, h=50 W/m2·o CJobname and directory settings设置文件名、存储路径Menu | File | Change JobnameMenu | File | Change DirectoryPreprocessing前处理(1) Define Element Type定义单元类型Preprocessor | Element Type | Add/Edit/DeleteAdd: Thermal Mass | Solid | Quad 4node 55(2) Set Material Properties设置材料属性Preprocessor | Material Props | Material ModelsThermal: Conductivity: Isotropic KXX=54Thermal: Density=7800Thermal: Specific Heat=465Modeling建模(1) Create Node 1建立节点1Preprocessor | Modeling | Create | Nodes | In Active CSNo.: 1, (x, y, z) = (0,0,0)(2) Create Node 12建立节点12Preprocessor | Modeling | Create | Nodes | In Active CSNo.: 2, (x, y, z) = (0,1,0)(3) Fill Between Node 1 and 12在节点1，12间填充其余节点Preprocessor | Modeling | Create | Nodes | Fill Between NdsNumber of nodes to fill: 10Spacing ratio: 1(均匀网格)(4) Create Node 13~24 by copying复制生成节点13～24Preprocessor | Modeling | Copy | Nodes | CopyPick All选择所有节点Total number of copies: 2复制2份（包含原先的1份）X-offset: 0.1设置X方向偏移量(5) Create Element 1生成单元1Preprocessor | Modeling | Create | Elements | Auto Numbered | Thru Nodes Select 1, 13, 14, 2(with mouse)(6) Copy Element 2~10 by copying复制生成其余单元Preprocessor | Modeling | Copy | Elements | Auto NumberedPick All选择所有单元Total number of copies: 11复制11份（包含原先的1份）Node number increment: 1设置节点增量Applying Loads加载（设置边界条件和初始条件）(1) Apply convention loads on Node 12 and 24在节点12，24上加对流载荷Preprocessor | Loads | Define Loads | Apply | Thermal | Convection | On Nodes Pick 12, 24V ALI Film coefficient: 50换热系数V AL2L Bulk temperature: 1000环境温度(2) Set initial temperature(uniform temperature)设置初始条件（均匀温度）Solution | Define Loads | Settings | Uniform TempUniform Temperature: 0Solution求解(1) Set Analysis Type as Transient设置分析类型为瞬态分析Solution | Analysis Type | New AnalysisTransient(2) Set solution controls设置分析控制参数Solution | Analysis Type | Sol’n Controls”Transient” Label: Stepped Loading”Basic” Label: Time at end of loadstep: 10000; Automatic time stepping: on; Time increment: 10; Frequency: Write every substep(3) Solve求解Solution | Solve | Current LSViewing Results查看结果(1) TimeHist Postpro时间历程后处理器Add data添加数据:TimeHist Postpro | Add data: Nodal Solution: DOF Solution: Nodal Temperature:Variable Name: T1; Node 1Variable Name: T5; Node 5Variable Name: T9; Node 9Variable Name: T11; Node 11(2) List/Graph列表/作图Select the variables选择变量:List data/ Graph data(3) Save image保存图片Menu | PlotCtrls | Capture Image: File | Save as(4) General Postpro通用后处理器Select the data of certain time选择某一时刻的数据:General Postpro | Read Results | By pickPlot the contour map of temperature distribution绘制该时刻温度分布等值线图:General Postpro | Plot Results | Contour Plot | Nodal Solu | Nodal Solution: DOF Solution: Temperature(5) Save image保存图片Menu | PlotCtrls | Capture Image: File | Save as(6) Animate生成动画Menu | PlotCtrls | Animate | Over TimeNumber of animation frames: 100Question 2: Consider a solid cylinder with initial temperature T0. The top surface of the cylinder is exposed to the environment of which the temperature is T e (III type boundary condition) and the other surfaces are heat insulation (II type boundary condition). Analyze the temperature distribution in the cylinder during the period of 1000s.问题2：考虑一个初始温度为T0的圆柱体，一段暴露在温度为T e的环境中，其余界面视为绝热，分析其在1000s内温度分布情况。
Basic parameters基本物性参数Geometry几何：r=0.025 m, h=0.05 mMaterial材料：λ=25 W/m·o C, ρ=7800 kg/m3, c p=500 J/kg·o C Loads载荷：T0=25 o C, T e=100 o C, h=100 W/m2·o CJobname and directory settings设置文件名、存储路径Menu | File | Change JobnameMenu | File | Change DirectoryPreprocessing前处理(1) Define Element Type定义单元类型Preprocessor | Element Type | Add/Edit/DeleteThermal Mass: Solid : Brick 8node 70(2) Set Material Properties设置材料属性Preprocessor | Material Props | Material ModelsThermal: Conductivity: Isotropic KXX=25Thermal: Density=7800Thermal: Specific Heat=500Modeling建模(1) Create the cylinder model建立圆柱体模型Preprocessor | Modeling | Create | V olumes | Cylinder | Solid Cylinder WP X: 0WP Y: 0Radius: 0.025Depth: 0.05(2) Adjust the view调整视图Right Toolbar | Isometric View(3) Mesh划分网格Preprocessor | Meshing | MeshToolApplying Loads加载(1) Apply convention loads on the top在上表面加对流载荷Preprocessor | Loads | Define Loads | Apply | Thermal | Convection | On AreasPick the top surface by mouse选择上表面(用鼠标)V ALI Film coefficient: 100换热系数V AL2L Bulk temperature: 100环境温度(2) Set initial temperature(uniform temperature)设置初始条件（均匀温度）Solution | Define Loads | Settings | Uniform TempUniform Temperature: 25Solution求解(1) Set Analysis Type as Transient设置分析类型为瞬态分析Solution | Analysis Type | New AnalysisTransient(2) Set solution controls设置分析控制参数Solution | Analysis Type | Sol’n Controls”Transient” Label: Stepped Loading”Basic”Label: Time at end of loadstep: 1000; Automatic time stepping: on; Time increment: 10; Frequency: Write every substep(3) Solve求解Solution | Solve | Current LSViewing Results查看结果(1) General Postpro通用后处理器Select the data of certain time选择某一时刻的数据:General Postpro | Read Results | By pickPlot the contour map of temperature distribution绘制该时刻温度分布等值线图:General Postpro | Plot Results | Contour Plot | Nodal Solu | Nodal Solution: DOF Solution: Temperature(2) Save image保存图片Menu | PlotCtrls | Capture Image: File | Save as(3) Animate生成动画Menu | PlotCtrls | Animate | Over Time Number of animation frames: 100。