瞬态热温度场分析

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轴对称回转体瞬态温度场边界元分析

轴对称回转体瞬态温度场边界元分析
轴对称回转体瞬态温度场边界元分析是一种重要的热力学分析方法，它可以用来研究轴对称回转体的瞬态温度场。

轴对称回转体瞬态温度场边界元分析的基本原理是，通过对轴对称回转体的瞬态温度场进行有限元分析，可以得到轴对称回转体的瞬态温度场边界元分析结果。

轴对称回转体瞬态温度场边界元分析的基本步骤是：首先，建立轴对称回转体的有限元模型，并确定边界条件；其次，根据边界条件，建立轴对称回转体的瞬态温度场边界元分析模型；最后，根据边界元分析模型，计算轴对称回转体的瞬态温度场边界元分析结果。

轴对称回转体瞬态温度场边界元分析的优点是，可以准确地模拟轴对称回转体的瞬态温度场，并可以得到准确的结果。

此外，轴对称回转体瞬态温度场边界元分析还可以用于研究轴对称回转体的热传导特性，从而更好地控制轴对称回转体的温度场。

总之，轴对称回转体瞬态温度场边界元分析是一种重要的热力学分析方法，它可以用来研究轴对称回转体的瞬态温度场，并可以准确地模拟轴对称回转体的瞬态温度场，从而更好地控制轴对称回转体的温度场。

ANSYS稳态和瞬态分析步骤简述..

ANSYS稳态和瞬态热模拟基本步骤基于ANSYS 9。

0一、稳态分析从温度场是否是时间的函数即是否随时间变化上，热分析包括稳态和瞬态热分析。

其中，稳态指的是系统的温度场不随时间变化，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：（3-1）=0+-q q q流入生成流出在稳态分析中，任一节点的温度不随时间变化.基本步骤:（为简单起见，按照软件的菜单逐级介绍）1、选择分析类型点击Preferences菜单,出现对话框1。

对话框1我们主要针对的是热分析的模拟，所以选择Thermal.这样做的目的是为了使后面的菜单中只有热分析相关的选项.2、定义单元类型GUI：Preprocessor>Element Type〉Add/Edit/Delete 出现对话框2对话框2点击Add，出现对话框3对话框3在ANSYS中能够用来热分析的单元大约有40种，根据所建立的模型选择合适的热分析单元。

对于三维模型，多选择SLOID87:六节点四面体单元。

3、选择温度单位默认一般都是国际单位制，温度为开尔文(K）.如要改为℃，如下操作GUI：Preprocessor>Material Props>Temperature Units选择需要的温度单位。

4、定义材料属性对于稳态分析,一般只需要定义导热系数，他可以是恒定的，也可以随温度变化。

GUI: Preprocessor〉Material Props> Material Models 出现对话框4对话框4一般热分析，材料的热导率都是各向同性的，热导率设定如对话框5.对话框5若要设定材料的热导率随温度变化,主要针对半导体材料。

则需要点击对话框5中的Add Temperature选项，设置不同温度点对应的热导率，当然温度点越多，模拟结果越准确.设置完毕后,可以点击Graph按钮,软件会生成热导率随温度变化的曲线。

对话框5中，Material菜单，New Model选项，添加多种材料的热参数。

瞬态传热分析实例

设定一个只有一个子步的，时间很小的载荷步（例如0.001）命令：TIME GUI：Main Menu > Solution > Analysis Type > Sol'n Controls > basic 4）写入载荷步文件命令：LSWRITE GUI：Main Menu > Solution > Load Step Opts > Write LS File 或先求解： GUI：Main Menu > Solution > Solve > Current LS
POST1 后处理
读入结果数据
命令：SET
GUI：Main Menu > General Postproc > Read Results > By Time/Freq
进入POST1 后，可以读出某一时间点的结果。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：
3
在弹出对话框中，单击OK得到圆面。
4
命令：CYL4, 0.075, 0.025, 0.01
*
相减
根据ANSYS建模过程中面序号赋值原理，直接可以肯定圆面序号为2，矩形序号为1，因此采用直接键入命令建实体模型：
命令：asba,1,2
*
下面介绍网格尺寸的设定（SmartSize 方式）：
设定网格尺寸并划分网格
建立实体模型
根据本例所用模型，首先需要创建矩形，然后是圆，最后在矩形板中央减去（Substract）圆。下面介绍建立实体模型的操作：
创建矩形
命令：RECTNG,0,0.15,0,0.05,
*
创建圆面

瞬态温度场计算

瞬态温度场是指物质系统内各个点上随时间变化的温度分布。

它涉及到在空间和时间的特定点的温度值的集合。

在数学上，这种变化通常被描述为时间与空间位置的函数。

对于瞬态温度场的计算，首要步骤是进行有限元离散化。

有限元的离散化程度会直接影响计算精度和计算效率。

当网格加密到一定程度后，计算精度的提高就不再明显，对于应力应变变化平缓的区域，没有必要细分网格。

瞬态温度场的计算通常涉及三维非稳态（瞬态）导热的情况，其中导热过程随时间变化。

这种计算需要使用能够处理时间依赖性的热传导方程。

在瞬态温度场分析中，常用的数值方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。

这些方法能够将复杂的物理问题转化为数学问题，从而方便求解。

具体计算的步骤和方法取决于所研究问题的具体条件和要求，例如边界条件、初始条件、材料的热物理性质等。

在实际计算中，通常需要使用数值计算软件如ANSYS、SolidWorks、COMSOL Multiphysics等来进行瞬态温度场的模拟和计算。

这些软件基于有限元分析方法，能够处理复杂的几何形状和边界条件，并能够模拟温度随时间的变化情况。

以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业工程师。

ansys瞬态热分析教程及实例

大家好
QUST
18
自动时间步长选项命令：AUTOTS GUI：Main Menu > Solution > Analysis Type
> Sol'n Controls 打开后求解过程中将自动调整时间步长。
大家好
QUST
19
时间积分选项命令：TIMINT GUI：Main Menu > Solution > Load Step
QUST
6
大家好
5. 瞬态传热分析
均匀初始温度：如果整个模
型的初始温度为均匀且非0
2
，使用下列菜单指定:
3 4 1
QUST
7
大家好
1
2 3
5. 瞬态传热分析
非均匀的初始温度
如果模型的初始温度分布
已知但不均匀，使用这些
菜单将初始条件施加在特
4
定节点上
5
QUST
8
大家好
5. 瞬态传热分析
ANSYS 瞬态传热分析的主要步骤 1.建立有限元模型 2.施加载荷并求解 3.求解 4.查看分析结果
QUST
5
大家好
5. 瞬态传热分析
在瞬态分析中，载荷步和子步的定义与非线性稳态分析十分类似。载荷定义的每个载荷步的终点，并可以随时间阶跃或渐进的施加。
每个载荷步的求解是在子步上得到。子步长根据时间积分步长得到。
自动时间步 (ATS) 同样适用于瞬态分析，可以简化 ITS选择。 ITS选择将影响到瞬态分析的精度和非线性收敛性 (如果存在)。
Restart
大家好
QUST
10条件分为两种情况：其一，初始温度场已知；其二，初始温度场未知。

火药启动器壳体瞬态温度场的数值模拟分析

火药启动器壳体瞬态温度场的数值模拟分析
王寅虎
（京航天动力研究所，北京，１０７）北００６
摘要：通过对某型号火箭发动机的火药启动器单独工作时壳体的瞬态温度场进行计算和分析，研究了燃气热效应对
电爆管电缆插头非金属部分的影响；通过使用Ｆｕｎ软件对发动机火药启动器工作期间壳体瞬态温度场进行数值模拟，ｌｅｔ
同时对圆柱段进行一维传热计算，到火药启动器工作１后的内外壁面温度分布，并与实验数据进行对比分析。果表得Ｓ结
明，使用Ｆｕｎ软件数值模拟和一维传热计算得到的火药启动器工作后的壁面温度相近，且与实验测量数据相差不大，ｌｅｔ火药启动器单独工作的热效应对电爆管电缆插头非金属部分没有影响。关键词：固体火箭发动机；火药启动器；电爆管；瞬态温度场；数值模拟中图分类号：ＶａｉｕｌｔｏｔｄｎＴｒｎｓｅｔＴｅｐｅａｕｅＦｉｌｍｒｃｌＳｍａｉｎＳｕｙｏａｉｎｍｒｔｒｅｄｉｒｒｄｇｔｒｅｅｌｎＣａｔｉｅＳａｔｒＳｈｌ
ＷａｎｎｇＹｉｈｕ
（ｉｎｅｏｐｃｒｐｌｉｎＩｓｔｔ，ｅｉｇ１０７）ＢｅｉｇＡｒｓａｅＰｏｕｓｔｕｅＢｉｎ，０６ｊｏｎｉｊ０
ＡｂｔａｔＴｔｄｈｆｅｔｏｏａｎｔｅｎｎｔｌａｔｆｅｅｔｉｎｔａｏａｌｌｇａｎｍｅｉａｔｄｎｔａｓｅｔｓｒｃ：ｏｓｕｙｔｅｅｃｆｈｔｇｓｏｈｏｍｅａｒｏｌｃｒｃｉｉｔｒｃｂｅｐｕ，ｕｒｃｌｕｙｏｎｉｎｐｉｓｒｔｍｐｒｔｒｅｄｉｈａｔｉｇｔｒｅｈｌｉｅｆｒｄＴｅｈｔｇｓｉｐｏｕｅｙｔｅｃｒｒｄｅｓａｅｉｈｉｆｅｎａｅｅａｕｅｆｌｎｔｅｃｒｒｄｅｓａｔｒｓｅｌｓｐｒｏｍｅ．ｈｏａｓｒｄｃｄｂｈａｔｉｇｔｒｒｗｈｃｓｉｄｏｉｔｘｌｕｉｒｐｌｎｏｋｔｅｇｎ．Ａｕｒｃｌｓｍｕａｉｎｏｒｎｉｎｅｅａｕｅｆｌｓｃｒｉｄｏｔｂｓｎｌｅｔｓｆｒ．ｉｄｐｏｅｌｔｒｃｅｎｉｅｑａｎｍｅｉａｉｌｔｆｔａｓｅｔｔｍｐｒｔｒｅｄｉａｒｅｕｙｕｉｇＦｕｎｏｔｏｉｗａｅＢｅｉｅ，ｏｅｄｍｅｓｏａａｃｌｔｎｆｒｔｅｃｌｍｎｐｒｆｔｅｓｅｌｉｔｋｎｏｔＢｏｈｏｅｒｓｌｅｃｍｐｅｔｈｓｄｓｎ－ｉｎｉｎｌｃｌｕａｉｏｈｏｕｏａｏｈｈｌｓａｅｕ．ｔｆｔｅｕｔａｏｔｈｓｒｒａｄｗｉｔｅｈｅｐｒｍｅｔｄｔ．ｅｒｓｌｓａｅｌｔｄｉｉａｅ．ｓｌｄｃｔｈｔｕｅｉａｉｕａｉｎａｄｏｅｄｍｅｓｏａｅｔｒｎｆｒｘｅｉｎａａＴｈｅｕｔｉｅｔｓｐｐｒＲｅｕｔｉｉａｅｔａｍｒｃｌｍｌｔｏｒｓｎｈｓｎｎｓｎｎ－ｉｎｉｎｌａａｓｅｈｔｃｌｕａｉｎｏｅｔｍｐｒｔｒｅｄｃｎｓｓｅｔｗｉａｈｏｈｒＴｈｙａｓｋｅｄｆｅｅｃｓｂｔｅｘｅｉｎａａｈｔａｃｌｔｏｆｔｅｅａｕｅｆｌｏｉｔｎｔｅｃｔｅ．ｅｌｏｍａｅｆｗｉｒｎｅｅｗｅｎｅｐｒｍｅｔｄｔ．Ｔａｈｉｈｍｅｎｅｃｒｒｄｅｓａｅ ’ ｈｔａｕｄｎｔｆｅｔｈｏｍｅａａｎｔｅｅｅｔｉｎｔａｏａｌｌｇａｓｔａｔｉｇｔｒｒｓｏｓｈｔｇｗｏｌｏａｃｅｎｎｔｌｒｉｈｌｃｒｃｉｉｔｒｃｂｅｐｕ．ｔｐｔｉＫｅｏｄｓＳｌｄｒｃｅｔｒｙＷｒ：ｏｉｏｋｔｍｏｏ；ＣａｔｉｇｔｒｅｈｌＥｌｃｒｃｉｉｉｔｒＴａｓｅｔｅｅａｕｅｆｌ；ｍｅｉａｉｕａｉｎｒｒｄｅｓａｔｒｓｅｌｅｔｉｔａｏ；ｒｎｉｎｍｐｒｔｒｅｄＮｕｒｃｌｍｌｔ；ｎｔｉｓｏ

瞬态导热原理的应用

瞬态导热原理的应用1. 瞬态导热原理简介瞬态导热原理是指在非稳态条件下，研究物体内部温度分布和传热过程的原理。

在实际工程中，瞬态导热原理被广泛应用于热传导问题的分析和解决。

2. 瞬态导热原理的基础理论瞬态导热原理的基础理论是热传导方程，也称为瞬态热传导方程。

热传导方程描述了物体内部温度随时间和空间的变化关系。

瞬态热传导方程可以写成如下形式：∂T/∂t = α ∇^2T其中，T表示物体内部的温度分布，t表示时间，α是热扩散系数，∇^2表示温度对空间的二阶梯度。

根据瞬态热传导方程，可以求解物体内部温度随时间和空间的变化规律。

3. 瞬态导热原理在材料热传导性能测试中的应用瞬态导热原理在材料热传导性能测试中发挥着重要作用。

通过在材料表面施加短脉冲热源，然后测量材料表面温度的变化，可以得到材料的热传导系数。

具体的测试方法包括瞬态热导率测试和瞬态热扩散系数测试。

3.1 瞬态热导率测试瞬态热导率测试是通过施加一个短暂的热源，在材料表面产生热浪，并通过测量材料表面温度的变化来获得材料的瞬态热导率。

这种方法可用于测量各种材料的热导率，如金属、陶瓷、塑料等。

3.2 瞬态热扩散系数测试瞬态热扩散系数测试是通过施加脉冲热源，在材料表面产生瞬态温度梯度，并通过测量材料表面温度的变化来获得材料的瞬态热扩散系数。

这种方法可用于测量各种材料的热扩散系数，如混凝土、土壤、建筑材料等。

4. 瞬态导热原理在瞬态温度场分析中的应用瞬态导热原理在瞬态温度场分析中被广泛应用。

瞬态温度场分析是指分析物体在非稳态条件下，温度随时间和空间的变化规律。

4.1 过程加热条件下的瞬态温度场分析过程加热条件下的瞬态温度场分析是指在加热过程中，分析物体内部温度的分布和变化规律。

通过瞬态温度场分析，可以优化加热过程参数，提高加热效果。

4.2 瞬态冷却条件下的温度场分析瞬态冷却条件下的温度场分析是指在冷却过程中，分析物体内部温度的分布和变化规律。

通过瞬态温度场分析，可以评估冷却过程的效果，提高冷却速度。

梯度功能材料板瞬态温度场有限元分析

梯度功能材料板瞬态温度场有限元分析
梯度功能材料（GFM）板是一种具有新颖特性的复合材料，具有多种优势，例如低局部失效概率，减少尺寸，密度低以及强度高等。

瞬态温度场有限元分析可以用来研究GFM板在外界环境温度变化时的性能。

瞬态温度场有限元分析可以帮助我们了解GFM板的性能，以确定如何提高其性能。

GFM板的有限元模型可以建立在物理实验或数值模拟的基础上。

通过调整瞬态温度场的温度，可以更清楚地理解该材料在各种温度条件下的性能变化。

瞬态温度场有限元分析还可以模拟GFM板在温度变化时表面形貌变化的响应，以优化使用条件。

通过分析GFM板的热释放率和板材温度变化，可以为改进GFM板的性能提供有效的参考依据。

例如，利用瞬态温度场的有限元分析，可以发现GFM板在温度变化时机构变形和性能失效的表现规律，以实现性能优化。

瞬态温度场有限元分析是一种研究GFM板性能和表现特性的有效性能分析工具。

它有助于确定GFM板在不同温度下的性能特性，从而发现GFM板的优缺点，有助于优化其性能。

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ANSYS工程应用教程——热与电磁学篇47页-瞬态热温度场分析例1：有一长方形金属板，其几何形状及边界条件如图4—7所示。

其中，板的长度为15cm，宽度为5cm，板的中央为一半径为1cm的同孔。

板的初始温度为500℃，将其突然置于温度为20℃且对流换热系数为100W／m‘℃的流体介质中，试计算：1．第1s及第50s这两个时刻金属板内的温度分布情况。

2．金属板上四个质点的温度值在前50s内的变化情况。

3．整个金属板在前50s内的温度变化过程。

该金属板的基本材质属性如下：
密度＝5000Kx／m’
比热容＝200J／Kg K
热传导率＝5W／m K
Finish $/ clear $/title,transient slab problem
!进入前处理
/prep7
Et,1,plane55
Mp,dens,1,5000
Mp,kxx,1,5
Mp,c,1,200
Save
!创建几何模型
Rectng,0,0.15,0,0.05
Pcirc,0.01,,0,360
Agen,,2,,,0.075,0.025,,,,1
Asba,1,2
Save
!划分网格
Esize,0.0025
Amesh,3
Save
!进入加载求解
/solu
Antype,trans !设定分析类型为瞬态分析
Ic,all,temp,500 !为所有节点设置初始温度500度
Save
Lplot
Sfl,1,conv,100,, 20 !设定金属板外边界1-4的对流载荷
Sfl,2,conv,100,,20
Sfl,3,conv,100,,20
Sfl,4,conv,100,,20
/psf,conv,hcoe,2
Time,50 !设定瞬态分析时间/制定载荷步的结束时间
Kbc,1 !设定为阶越的载荷（载荷步是恒定的，如是随时间线性变化应用ramped——0）Autots,on !打开自动时间步长(求解过程中自动调整时间步长)
Deltim,1,0.1,2.5 !设定时间步长为1（最小0.1最大2.5），载荷子步数nsubst
Timint,on !打开时间积分，off为稳态热分析
Outres,all,all !输出每个子步的所有结果到*.rth文件中（outpr将输出到*.Out文件中）
Solve
!进入后处理
/post1
Set,,,1,,1,, !载荷步m=1，子步，比例因子，0-读实数部分/1读虚数部分，时间点，，
Plnsol,temp,,0, !该画面显示了在第1秒钟时金属板的温度分布状况
Set,,,1,,50
Plnsol,temp,,0 !该画面显示了在第50秒钟时金属板的温度分布状况
!
/post26
Nsol,2,82,temp,,left-up !变量2，节点82(左上点)，项目，，名字
Plvar,2 !显示变量2
!
/post1 !查看金属板在前50秒内的温度变化过程
Set,last
Plnsol,temp,
Animate,10,0.5,,1,0,0,0 !捕捉的张数（默5），时间的推迟（默0.1），动画循环次数，自动缩放比!例（默0），用于动画的结果数据（默认0——目前载荷步），最小数据点，最大数据点
Save
/eof !退出正在读取的文件
瞬态热温度场分析例2：一个半径为10mm，温度为90℃的钢球突然放入盛满了水的、完全绝热的边长为100mm的水箱中，水温度为20℃，如图7—5所示；。

求解0.5小时之后铁球与水的的温度场分布。

(忽略水的流动，铁球置于水箱正小央)
材料性能参数：
密度：水=l OOOkg／m^3，铁＝7800 kg／m^3
导热系数：水＝0.6W／(m．℃)，铁＝70W/(m·℃)
比热容：水＝4185J／（kg·℃)，铁=448J／J／（kg·℃)
分析：该问题属于瞬态热力学问题。

根据问题的对称性面的四分之一建立有限元计算模型，如图7—6所示。

Finish
/clear
/filname,transient 1
/title,transient thermal ananlysis
/prep7
Rectng,0,0.05,0,0.05
Pcirc,0.01,0,0,90 !Asba,1,2,,,keep
Aoverlap,all
Numcmp,area
Numcmp,line
Et,1,plane77
Mp,kxx,1,70 !铁球的材料属性1
Mp,dens,1,7800
Mp,c,1,448
Mp,kxx,2,0.61 !水的材料属性2
Mp,dens,2,1000
Mp,c,2,4158
Lsel,s,line,,3,5 !圆弧上的边界线3，4，5
Lesize,all,,,6 !在所有线上分6个单元
Lsel,s,line,,1,2 !矩形的边界线1，2，6，7（注意搭接后的线变短了）Lsel,a,line,,6,7
Lesize,all,,,10 !在所有线上分10个单元
Mat,1 !为铁球分配材料属性1
Amesh,1
Mat,2 !为水分配材料属性2
Amesh,2
finish
/solu
Antype,trans
Timint,off !先进行稳态分析确定初始条件，令时间积分为关Time,0.01
Esel,s,mat,,1 !对铁球加温度载荷90度
Nsle,s
D,all,temp,90
Esel,s,mat,,2 !对铁球加温度载荷20度
Nsle,s
D,all,temp,20
Allsel !求初始温度场
Solve
Timint,on !开始瞬态分析，令时间积分为开
Time,1800 !设置计算终止时间0.5小时
Deltim,26,2,200 !设定时间步长为26（最小2最大200），若载荷子步数nsubst Autots,on !打开自动时间步长
Ddele,all,temp !删除稳态分析中定义的节点温度
Outres,all,all !输出每个子步的所有结果到*.rth文件中（outpr将输出到*.Out文件中）Solve
Finish
Save
/Post1
Set,last !读取最后一个载荷步
Esel,s,mat,,1 !显示铁球温度场
Nsle,s
Plnsol,temp
Allsel !显示水的温度场
Esel,s,mat,,2
Nsle,s
Plnsol,temp
Allsel !显示温度场
Plnsol,temp
Finish
/post26
Nsol,2,1,temp,,left-down !变量2，节点1(左下点)，项目，，名字
Plvar,2 !显示变量2
finish。