补充3-ANSYS热辐射分析

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(最新整理)ANSYS热分析详解

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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。

ANSYS热分析详解

ANSYS热分析详解

ANSYS热分析详解ANSYS是一种常用的工程仿真软件,具有强大的多物理场耦合分析能力,其中热分析是其中一个重要的应用领域。

在ANSYS中进行热分析可以帮助工程师更好地了解物体在温度变化条件下的行为,从而优化设计方案。

下面将详细介绍ANSYS热分析的原理与流程。

首先,在进行ANSYS热分析前,需要进行前期准备工作。

包括建立几何模型,定义边界条件和导入材料参数等。

在建立几何模型时,可以使用ANSYS提供的建模工具或者导入CAD文件。

然后,需要定义材料参数,如热导率、比热等。

最后,需要定义边界条件,包括外界温度、边界热流、边界散热系数等。

接下来,进行热传导分析。

热传导分析是热分析的基础,用于计算物体内部的温度分布。

在ANSYS中,可以选择稳态或者瞬态分析。

对于稳态分析,需要设置收敛准则,使计算结果达到稳定状态。

对于瞬态分析,需要设置时间步长和总的仿真时间。

在进行计算时,ANSYS会利用有限元法对物体的几何形状进行离散化处理,并通过求解热传导方程来计算温度分布。

在得到物体内部的温度分布后,可以进行热应力分析。

热应力分析是在热传导分析的基础上引入力学应力计算的过程。

在ANSYS中,可以通过多物理场耦合分析的功能来实现。

首先,需要定义材料的线性热膨胀系数和弹性模量等力学参数。

然后,可以选择求解热固结方程和弹性平衡方程,来计算物体在温度变化条件下的应力分布。

除了热应力分析,还可以进行热辐射分析。

热辐射分析是在热传导分析的基础上引入辐射传热计算的过程。

在ANSYS中,可以选择不同的辐射模型来计算物体在温度变化条件下的辐射传热。

常用的辐射模型包括黑体辐射模型和灰体辐射模型等。

通过热辐射分析可以得到物体的辐射换热通量和辐射热功率等重要参数。

最后,进行结果分析和后处理。

在ANSYS中,可以对热分析的结果进行可视化和数据分析。

可以绘制温度云图、热应力云图等,从而更好地理解物体在热变形条件下的行为。

此外,还可以导出计算结果,并进行后续的工程设计和优化。

ANSYS热分析简介1

ANSYS热分析简介1

ANSYS热分析简介1⽬录1. ANSYS热分析简介1. ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡⽅程,⽤有限元的⽅法计算各节点的温度,并导出其他物理参数。

2. ANSYS热分析包括热传导、热对流和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。

3. ANSYS中耦合场的分析种类有热-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。

4. 对于不同的零件,之间可以采⽤GLUE进⾏粘接,或者采⽤Overlap等⽅法,也可以建⽴接触。

1.1 传导传导:两个良好接触的物体之间的能量交换或⼀个物体内由于温度梯度引起的内部能量交换。

对流:在物体和周围介质之间发⽣的热交换。

由温差存在⽽引起的热量交换,可以分为⾃然对流和强对流。

对流⼀般作为⾯边界条件施加。

热对流⽤⽜顿冷却⽅程来描述。

辐射:⼀个物体或者多个物体之间通过电磁波进⾏能量交换。

热辐射指物体发射电磁能,并被其他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传热介质,⽽热辐射⽆需任何介质,且在真空中的效率最⾼。

可以看出辐射分析是⾼度⾮线性的。

1.2 热载荷分类(1)DOF约束:温度(2)集中载荷:热流(3)⾯载荷:热流,对流(4)体载荷:体积或者区域载荷。

1.2.1 载荷施加序号APDL含义备注1TUNIF施加均匀初始温度2IC施加⾮均匀的初始温度1.3 热分析分类1.3.1 稳态热分析如果热能的流动不随时间变化的话,热传递就成为是稳态的。

由于热能流动不随时间变化,系统的温度和热载荷也都不随时间变化。

稳态热平衡满⾜热⼒学第⼀定律。

通常在进⾏瞬态分析前,进⾏稳态分析⽤于确定初始温度分布。

对于稳态传热,⼀般只需要定义导热系数,他可以是恒定的,也可是是随温度变化的。

1.3.2 瞬态热分析瞬态热分析⽤于计算⼀个系统的随时间变化的温度场及其他热参数。

在⼯程上⼀般⽤瞬态热分析计算温度场,并将之作为热载荷进⾏应⼒分析。

ANSYS热分析详解

ANSYS热分析详解

ANSYS热分析详解ANSYS(工程仿真软件)是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件。

它不仅可以进行结构力学分析,还可以进行热分析。

热分析是通过数值模拟来研究物体在不同温度和热载荷条件下的热行为。

下面将详细介绍ANSYS热分析的一般步骤和常见应用。

热分析的步骤通常包括几个关键步骤:1.几何建模:通过ANSYS软件创建物体的三维几何模型。

可以使用软件内置的几何建模工具或从其他CAD软件导入几何模型。

2.材料定义:选择适当的材料,并在ANSYS中定义其热特性,如导热系数、比热容和线膨胀系数等。

3.网格划分:将几何模型分割成许多小单元,称为有限元。

每个有限元具有一组方程来描述其热行为。

网格划分的质量直接影响到最终结果的准确性,因此需要仔细选择合适的网格划分方法。

4.边界条件:指定物体的边界条件,如温度、热流、辐射、对流等。

这些边界条件会影响物体的热传导和热平衡。

5.求解:通过解决一组非线性偏微分方程来计算物体的温度分布。

ANSYS使用有限元方法来求解这些方程,并返回物体在不同点上的温度值。

6.后处理:对计算结果进行可视化和分析。

ANSYS可以绘制温度分布图、热通量图、温度梯度图等,以帮助用户更好地理解和分析物体的热行为。

1.电子器件散热分析:在电子设备中,散热问题常常是一个关键问题。

通过ANSYS热分析,可以评估电子器件所产生的热量,以及散热器的性能,从而确保设备的可靠性和性能。

2.汽车发动机冷却分析:汽车发动机的性能和寿命受限于冷却系统的效果。

ANSYS热分析可以帮助评估不同冷却系统的性能,并优化设计以提高发动机的效率和耐久性。

3.压力容器热应力分析:在高温和高压条件下,压力容器可能会发生热应力。

ANSYS热分析可以帮助评估容器的热应力,并指导合适的设计改进。

4.太阳能热系统分析:太阳能是一种可再生能源,可以通过太阳能热系统将太阳能转化为热能。

ANSYS热分析可以帮助评估太阳能热系统的性能,并优化设计以提高能量转化效率。

ANSYS培训教程:热分析-热辐射

ANSYS培训教程:热分析-热辐射

ANSYS培训教程:热分析-热辐射什么是热辐射辐射是一种通过电磁波传递能量的方式。

电磁波以光速传播且无需任何介质。

热辐射仅为电磁波谱中的一小段。

因为由于热辐射引起的热流与物体表面绝对温度的四次方成正比,因此热辐射分析是高度非线性的。

分析热辐射问题ANSYS提供了三种方法分析热辐射问题:用LINK31,辐射线单元,分析两个点或多对点之间的热辐射;用表面效应单元SURF19或SURF22,分析点对面的热辐射;用AUX12,热辐射矩阵生成器,分析面与面之间的热辐射以上三种方法既可用于稳态热分析,也可用于瞬态热分析。

热辐射分析要注意温度的单位制,因为计算热辐射使用的温度单位是绝对温度。

如果在加载时使用的是华氏温度,就要设置460的差值;如果为摄氏温度,差值为273。

Command:TOFFSTGUI: Main Menu>Preprocessor>Loads>Analysis OptionsGUI: Main Menu>Solution>Analysis Options使用LINK31—辐射线单元LINK31是一个两节点非线性线单元,用于计算由辐射引起的两点之间的热传递。

此单元要求输入如下的实常数:有效的热辐射面积;形状系数辐射率Stefan-Boltzmann 常数使用表面效应单元表面效应单元可以方便地分析点与面之间的辐射传热。

SURF19用于两维模型,SURF 22用于三维模型。

单元应设置为包含辐射KEYOPT(9)。

五、使用AUX12—辐射矩阵生成器此方法用于计算多个辐射面之间的辐射传热。

这种方法生成辐射面之间形状系数矩阵,并将此矩阵作为超单元用于热分析。

AUX12方法由三个步骤组成:定义辐射面生成辐射矩阵在热分析中使用辐射矩阵1、定义辐射面(1)、PREP7中建模、划分网格。

辐射面往往是3D模型中的面或2D模型中的边,如下图所示:(2)、在辐射表面用SHELL57(3D)或LINK32(2D)划分网格。

ansys辐射分析

ansys辐射分析

6.9.4计算并验证形状系数选项然后可以计算形状系数,并验证和得到平均值。

计算并存储形状系数:命令:VFCALCGUI:Main Menu>Radiation>Compute可用如下命令列出所选择单元对的形状系数并计算平均系数:命令:VFQUERYGUI:Main Menu>Radiation>Query用如下命令可将平均系数提取出来:*GET,Par,RAD,VFAVG6.9.5设定载荷选项如果模型有均匀的温度,本步将设定初始温度。

还需要定义载荷步并将边界条件的变化形式设定为渐变。

对所有节点设定初始的均匀温度命令:TUNIFGUI:Main Menu>Solution>Settings>Uniform Temp设定载荷步数量或时间步命令: SUBST或DELTIMGUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load StepOpts-Time/Frequenc>Freq and Substps or Time and Substps Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load StepOpts-Time/Frequenc>Time-Time Step由于热辐射是高度非线性的,应设定渐变的边界条件命令: KBCGUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>-Load StepOpts-Time/Frequency>Time-Time Step6.10静态热辐射分析的几点建议对于只有热流密度(HFLUX)或热流率(HEAT)边界条件的热辐射问题,或热辐射作为热传递主导方式的问题(即低导热系数),应采用“伪瞬态”求解方法来求解静态问题。

主要有如下三个步骤:1.在定义材料属性时,定义材料的密度和比热为常值。

设定这两个材料值的大小并不重要,因为最终是求解稳态问题;2.将求解类型设定为瞬态问题命令:ANTYPTGUI:Main Menu>Solution>New Analysis3.将准静态辐射分析求解为稳态问题命令:QSOPTGUI:Main Menu>Preprocessor>-Load StepOptions->Time/Frequency>Quasi-Static只有当SOLCONTROL,ON时,QSOPT命令才有效。

ANSYS热分析指南——ansys热辐射分析-47页精选文档

ANSYS热分析指南——ansys热辐射分析-47页精选文档

ANSYS热分析指南(第六章)第六章热辐射分析6.1热辐射的定义热辐射是一种通过电磁波传递热能的方式。

电磁波以光的速度进行传递,而能量传递与辐射物体之间的介质无关。

热辐射只在电磁波的频谱中占小部分的带宽。

由于辐射产生的热流与物体表面的绝对温度的四次方成正比,因此热辐射有限元分析是高度非线性的。

物体表面的辐射遵循Stefan-Boltzmann定律:式中:—物体表面的绝对温度;—Stefan-Boltzmann常数,英制为0.119×10-10 BTU/hr-in-R,公制为5.67×10-86.2基本概念下面是对辐射分析中用到的一些术语的定义:黑体黑体被定义为在任意温度下,吸收并发射最大的辐射能的物体;通常的物体为“灰体”,即ε< 1;在某些情况下,辐射率(黑度)随温度变化;辐射率(黑度)物体表面的辐射率(黑度)定义为物体表面辐射的热量与黑体在同一表面辐射热量之比。

式中:-辐射率(黑度)-物体表面辐射热量-黑体在同一表面辐射热量形状系数形状系数用于计算两个面之间的辐射热交换,在ANSYS中,可以用隐藏/非隐藏的方法计算2维和三维问题,或者用半立方的方法来计算3维问题。

表面I与表面J之间的形状系数为:形状系数是关于表面面积、面的取向及面间距离的函数;由于能量守恒,所以:根据相互原理:由辐射矩阵计算的形状系数为:式中:-单元法向与单元I,J连线的角度-单元I,J重心的距离有限单元模型的表面被处理为单元面积dAI 及dAJ,然后进行数字积分。

辐射对在辐射问题中,辐射对由一些相互之间存在辐射的面组成,可以是开放的或是闭合的。

在ANSYS中,可以定义多个辐射对,它们相互之间也可以存在辐射ANSYS使用辐射对来计算一个辐射对中各面间的形状系数;每一个开放的辐射对都可以定义自己的环境温度,或是向周围环境辐射的空间节点。

Radiosity 求解器当所有面上的温度已知时,Radiosity 求解器方法通过计算每一个面上的辐射热流来得到辐射体之间的热交换。

ANSYS热分析详解解析

ANSYS热分析详解解析

ANSYS热分析详解解析ANSYS是一种强大的有限元分析软件,可以用于各种工程领域的仿真和优化。

其中热分析是ANSYS的一个重要应用之一,可以帮助工程师预测和优化物体在热载荷下的性能。

下面将详细解析ANSYS热分析的相关内容。

首先,热分析是通过求解热传导方程来模拟物体的温度场分布。

热传导方程描述了物体内部的热传导行为,可以用来计算物体不同部位的温度。

在ANSYS中,可以通过设置边界条件、材料属性和加热源等参数来进行热分析。

对于热分析,首先需要定义模型的几何形状。

在ANSYS中,可以使用几何建模工具创建物体的三维模型,或者导入其他CAD软件的模型文件。

然后,在几何模型上定义网格,将物体划分为小的单元,以便求解热传导方程。

ANSYS提供了自动网格划分工具,可以根据用户设置的参数自动生成网格。

接下来,需要为每个单元指定材料属性。

不同材料的热导率、热容和密度等参数不同,会对热传导方程的求解结果产生影响。

在ANSYS中,可以预定义一些常用材料的属性,例如金属、塑料、陶瓷等,并可以根据需要创建自定义材料的属性。

在热分析中,还需要定义物体表面的边界条件。

边界条件可以是固定温度、固定热流量或者固定热通量等。

通过设置合适的边界条件,可以模拟各种实际情况下的热载荷。

例如,在电子设备的热分析中,可以将电子元件的表面设置为固定温度,以模拟电子元件的热散热行为。

除了边界条件,还可以在模型中添加加热源。

加热源可以是点热源、面热源或体热源等。

通过设置加热源的功率和位置,可以模拟物体在外界热源的作用下的温度分布。

例如,在汽车发动机的热分析中,可以将汽缸的燃烧室设置为体热源,以模拟燃烧产生的热量对发动机的影响。

在设置完模型参数后,可以使用ANSYS的求解器来求解热传导方程。

求解器会将边界条件、材料属性和加热源等参数代入到热传导方程中,并计算出物体的温度场分布。

在求解过程中,可以通过设置收敛准则来控制求解的精度和稳定性。

求解完热传导方程后,可以使用ANSYS提供的后处理工具来分析结果。

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第六章 热辐射分析6.1热辐射的定义热辐射是一种通过电磁波传递热能的方式。

电磁波以光的速度进行传递,而能量传递与辐射物体之间的介质无关。

热辐射只在电磁波的频谱中占小部分的带宽。

由于辐射产生的热流与物体表面的绝对温度的四次方成正比,因此热辐射有限元分析是高度非线性的。

物体表面的辐射遵循Stefan-Boltzmann定律:式中:—物体表面的绝对温度;—Stefan-Boltzmann常数,英制为0.119×10-10 BTU/hr-in-R,公制为5.67×10-86.2基本概念下面是对辐射分析中用到的一些术语的定义:黑体黑体被定义为在任意温度下,吸收并发射最大的辐射能的物体;通常的物体为“灰体”,即ε< 1;在某些情况下,辐射率(黑度)随温度变化;辐射率(黑度)物体表面的辐射率(黑度)定义为物体表面辐射的热量与黑体在同一表面辐射热量之比。

式中:-辐射率(黑度)-物体表面辐射热量-黑体在同一表面辐射热量形状系数形状系数用于计算两个面之间的辐射热交换,在ANSYS中,可以用隐藏/非隐藏的方法计算2维和三维问题,或者用半立方的方法来计算3维问题。

表面I与表面J之间的形状系数为:形状系数是关于表面面积、面的取向及面间距离的函数;由于能量守恒,所以:根据相互原理:由辐射矩阵计算的形状系数为:式中:-单元法向与单元I,J连线的角度-单元I,J重心的距离有限单元模型的表面被处理为单元面积dAI 及dAJ,然后进行数字积分。

辐射对在辐射问题中,辐射对由一些相互之间存在辐射的面组成,可以是开放的或是闭合的。

在ANSYS中,可以定义多个辐射对,它们相互之间也可以存在辐射ANSYS使用辐射对来计算一个辐射对中各面间的形状系数;每一个开放的辐射对都可以定义自己的环境温度,或是向周围环境辐射的空间节点。

Radiosity 求解器当所有面上的温度已知时,Radiosity 求解器方法通过计算每一个面上的辐射热流来得到辐射体之间的热交换。

而面上的热流为接下来的热传导分析提供了有限元模型的边界条件。

重复上面的过程,就会由于新的时间步或者新的迭代循环会得到新的热流边界条件,从而计算出新的温度分布。

在计算中使用的每个表面的温度必须是均匀的,这样才能满足辐射模型的条件。

6.3分析热辐射问题针对不同的情况ANSYS为热辐射分析提供了四种方法。

热辐射线单元(LINK31),模拟两节点间(或多对节点)间辐射;表面效应单元(SURF151及SURF152),模拟点对面(线)的辐射;利用AUX12生成辐射矩阵,模拟更一般的面与面(或线与线)的辐射(只有ANSYS/MultiphysicsANSYS/Mechanical和ANSYS/Professional这些产品提供辐射矩阵生成器);Radiosity求解器方法,求解二维、三维面与面之间的热辐射,该方法对所有含温度自由度的二维和三维单元都适用。

(只有ANSYS/Multiphysics,ANSYS/Mechanical 和ANSYS/Professio-nal这些产品提供Radiosity求解器)可以将上面四种辐射方法中的任何一种用于稳态或瞬态热分析中。

辐射是一种非线性现象,因此需要进行平衡迭代来得到收敛解。

6.4节点间的热辐射非线性线单元LINK31用于计算两节点间或多对节点间的简单辐射热传递,节点的位置是任意的,可作为其它单元的节点。

LINK31需要定义如下数据: 材料属性:EMIS辐射率(可以随温度变化)实常数:AREA(Ai)(有效辐射面积)FORMF(Fij)(形状系数)SBCONST(Stefan-Boltzman常数)有关LINK31的使用实例,请参考《ANSYS 校验手册》:VM106Radiant energy emissionVM107Thermocouple radiation6.5点与面间的热辐射应用表面效应单元可以方便地计算点与面间的辐射,包括2D的SURF151及3D的SURF152单元:首先在实体单元的辐射表面覆盖一层表面效应单元;单元关键选项KEYOPT(9)激活这些单元的热辐射分析功能;如果设置KEYOPT(9)=1(缺省值),则可在单元实常数中定义形状系数;如果设置KEYOPT(9)=2或3,则程序基于单元表面的法向与附加节点的位置关系、考虑余弦效应,计算形状系数。

使用表面单元进行热辐射分析的实例,请参考《ANSYS 校验手册》:VM192Cooling of a billet by radiation6.6AUX12―辐射矩阵生成器只有ANSYS/Multiphysics,ANSYS/Mechanical,ANSYS/Thermal等产品提供AUX12,用于计算多个辐射面之间的辐射热传递。

AUX12生成辐射面间的形状系数矩阵,并将此矩阵作为超单元用于热分析。

分析模型可包含隐藏面或部分隐藏面,以及能吸收辐射能量的“空间节点”。

使用AUX12计算面与面之间的辐射可分为以下三个步骤:定义辐射面生成辐射矩阵将辐射矩阵用于热分析6.6.1定义辐射面分析类型图6-1 二维和三维的辐射面图6-2辐射面上覆盖的单元在2D有限元模型的辐射边上覆盖一层LINK32单元,或在3D有限元模型的辐射面上覆盖一层SHELL57单元,步骤如下:在前处理中创建热分析模型。

由于辐射表面不支持对称条件,包含辐射的模型就无法利用几何上的对称性,因此必须建立完整的分析模型。

二维和三维的辐射面示意图6-1如下:在辐射面上覆盖一层SHELL57(3D)或LINK32(2D)单元,如图6-2所示。

最好的方法是先选择辐射面的节点,然后用下面的方法创建面上的单元: 命令:ESURFGUI:Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Surf Effect>Extra Node Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Surf Effect>No extra Node在执行上述命令之前,要确定首先激活了相应的单元类型及材料属性,如果不同辐射面的辐射率不同,建议用材料编号来区分这些面。

还要注意SHELL57或LINK32的节点一定要与相应实体单元对应节点编号重合。

否则计算结果将是错误的。

所覆盖的SHELL57或LINK32单元的方向是非常重要的。

AUX12假设辐射方向是SHELL57单元坐标系的正Z向或LINK32单元坐标系的正Y向,因此必须正确地划分覆盖层的网格以使辐射面相对。

单元的方向是由节点的排列顺序决定的,如下图所示:图6-3 覆盖单元的方向显示单元辐射方向的方法如下:命令:/PSYMB,ESYS,1GUI: Utility Menu>PlotCtrls>Symbols, 将ESYS Element Coordinate设置为ON。

定义一个空间节点,用于吸收没有被模型中其它辐射面吸收的辐射能量。

这个节点的位置是任意的,对于一个开放系统通常需要空间节点,而对于封闭系统则不得设置空间节点6.6.2生成辐射矩阵计算辐射矩阵可按如下的步骤完成:1.进入Aux12命令:/AUX12GUI:Main Menu>Radiation2. 选择构成辐射面的节点和单元。

较简便的方法是根据单元属性选择(如单元类型)选择单元,然后选择所有Attached to单元的节点(同时应注意将空间节点也选择进来):命令:ESEL,S,TYPE和NSELGII:Utility Menu>Select>Entities3. 确定所分析的模型是3D还是2D命令:GEOMGUI:Main Menu>Radiation Matrix>Other SettingsAUX12采用不同的算法分别计算2D和3D模型的形状系数,AUX12默认为3D。

2D可以是平面的(NDIV=0),也可以是轴对称的(NDIV >0),缺省为平面的。

轴对称模型在内部展成3D,NDIV是圆周方向分割数量。

例如NDIV=10,则每段为36度。

4.确定辐射率(缺省为1.0):命令:EMISGUI:Main Menu>Radiation Matrix>Emmisivities5. 定义Stefan-Baltzmann常数(缺省情况下,英制单位为0.119×10-10Btu/hr-in2-R4,国际单位制为5.67×10-8W/m2K4)。

命令:STEFGUI:Main Menu>Radiation Matrix>Other Settings6. 确定计算形状系数的方法。

命令:VTYPEGUI:Main Menu>Radiation Matrix>Write Matrix可选择非隐藏或隐藏两种方法之一,非隐藏方法计算每个单元对其它单元的形状系数,无论两单元之间是否有阻碍;隐藏方法(默认)首先用“隐藏线”算法确定两单元之间是否“可见”,如果目标单元与辐射单元的辐射方向指向对方,而且设有其它单元阻碍,则它们是“可见”的,形状系数按如下方法计算:每一个辐射单元被封闭成一个半径为单位值的半球(3D)或半圆(2D);所有的目标单元向这个半球或半圆投影;一定数量(默认为20)的射线由辐射单元面投向半球或半圆。

这样,形状系数就是投到投影面上的射线数量与辐射面发出的射线的数量之比,通常设定的射线数量越多,形状系数的精度越高。

可以通过设定VTYPE命令的变量NZONE或上述的菜单来设定射线数量7.如果有必要(例如开放系统),应指定空间节点:命令:SPACEGUI:Main menu>Radition>Matrix>Other Settings8.将辐射矩阵写到文件jobname.sub中,如果想要写更多的辐射矩阵,为不同的矩阵指定不同的文件名:命令:WRITEGUI: Main Menu>Radiation Matrix>Write Matrix如果需要打印出辐射矩阵,应在执行Write命令之前执行命令:mprint,1。

9.选择所有节点及单元命令:ALLSELGUI:Utility Menu>Select>Everything现在就已经将辐射矩阵作为一个超单元写入到一个文件中了。

6.6.3 使用辐射矩阵进行热分析生成了辐射矩阵之后,重新进入前处理器,定义作为超单元的辐射矩阵。

步骤如下:1.重新进入前处理器,选择单元MATRIX50(超单元),并设置单元Keyoption 为热辐射分析。

命令:/PREP7GUI: Main Menu>Preprocessor2.设置缺省单元类型为超单元命令:TYPEGUI:Main Menu>Preprocessor>Create>Element>Elem Attributes3.读入辐射超单元矩阵命令:SEGUI:Main Menu>Reprocessor>Create>Elements–Super elements-From .SUB 4.不选择或删除用于生成辐射矩阵的SHELL57或LINK32单元,因为在热分析中已经不再需要了。

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