Ansys热分析教程-第六章

检查通过表格输入的边界条件(续)
• 求解结束后，列出或绘制单元和结点的边界条件 (在求解器中)会 显示出时间为最后载荷子步的数值。 • 在POST1 (通用后处理器)中, 边界条件可以在结点和单元上列出 或绘制，时间是存储在数据库中的数值。
其他选项 - 表格输入
在许多情况下，载荷类型可以得到但载荷的表格数值在建模时并不 知道。在这种情况下，用户可能只想确定不同的载荷区域。要做到 这一点:
例子： 换热系数是长度的函数 [HF = f(x)](续)
• 要在绘图时显示表格 名，在Utility Menu, under PlotCtls> Numbering, 打开 Table Names
例子： 换热系数是长度的函数 [HF = f(x)](续)
画线显示表格化换热系数, HF, 使 用表格名。
1.E - 6 FORCE =
见右图所示。
L O P 0.8 M 560.0 M P 7.2 M 560.0 P M P 8.5 M 238.5 P 9.3 M N0.0P Q
1.0 0.0
使用GUI表格编辑器定义 APDL表格
• 使用 GUI, in the Utility Menu>Parameters>Array Parameters>Define/Edit>Add
数据平面
绘制 APDL表格
• 表格可以用 Utility Menu> Plot> Arrays绘制。使用前面的1-D例子， 将对话框中填充，生成的图见后面。
绘制 APDL 表格 (续)
• 填充完对话框并单击 OK, 下面的图形出现,
使用命令操作表格
• 表格可以使用标准的ANSYS加载命令施加。使用表格输入的方式 是在命令的数值域将表格名填进去。不用使用其他表格参数。 • 下面有几个例子:
第6章 复杂的，时间和/或空间 变化的边界条件
表格化热边界条件(载荷)
以前，施加在几何模型和/或有限元模型上的载荷都是常数或随 温度变化的数值。当要施加复杂的随时间和空间变化的载荷时， 表格化的热边界条件就更加方便。
定义 - 表格化边界条件就是通过表格施加的边界条件，其数值
经过计算并在求解过程中施加。
表格输入的应用
表格化边界条件可以使用于所有实体模型 和/或 有限元模型 热边 界条件:
– – – – – 使用D, DK,DL, DA命令施加的温度 使用F, FK命令施加的热流 使用SF, SFE, SFL, SFA命令施加的对流（模系数和环境温度） 使用SF, SFE, SFL, SFA命令施加的热流密度 使用BF,BFE,BFL,BFA, BFV命令施加的内部热生成
1
2
使用外部模板定义 APDL表格 (如, EXCEL)
• 在EXCEL中定义表格元素，包括 “0”号行, “0”号列 。用户可 以使用空行将数据平面分割开，数据会可读性更强。一个3-D表格 的例子见下，注意y平面变量有两个元素 :
• 在EXCEL中用tab-delimited文本格式写出，使用菜单 File>Save As>change Save As Type to text (tab delimited)
例子： 换热系数是长度的函数 [HF = f(x)](续)
• 假设全局笛卡儿坐标从 1到6变化，换热系数表 格可以定义为:
例子： 换热系数是长度的函数 [HF = f(x)](续)
• 使用 GUI在线上施加对流， 出现下面的对话框。 • 选择“existing table” 为换 热系数， “constant value” 为介质温度 (因为没有用表 格定义)。 • 输入 TBULK 数值并单击 OK。
数字系列 (不一定是整数)。 缺省情况下，所有标志数字从接近0
的数字开始。
1-D 表格例子
例如, 1-D 表格 A 可以解释如下:
A(1.5) 表示 20.0 (12.0和28.0的中间数值) A(2.5) 表示 87.2 (28.0 和146.4的中间数值)
L O P A = N Q
1,2 1,3 1,4 1,5 i 1 2,2 2,3 2,4 2,5 i 2 row index numbers 3,2 3,3 3,4 3,5 i 3
O P P P Q
ANSYS APDL 数组复习
• 例如，在ANSYS命令中使用数组元素NSTR(2,4)会将数字19.1 代 入，如果数组定义如下:
• SURF151, 152 表面效应单元
– 实常数 • 旋转速度和滑动因子(主要用于汽轮机应用如转子)是基本变量 TIME,X,Y,Z的函数
定义ANSYS表格
表格可以使用下面的方法定义:
– ANSYS 命令 (*DIM) – 在 GUI, 使用 Utility Menu>Parameters>Array Parameters>Define/Edit – 在 GUI, 在施加边界条件时，软件允许使用现有的表格或定义新的表格。
1.0 1.0 12.0
2-D 表格例子
2-D 表格 PQ 可以解释如下:
PQ(1,1.5) 表示 3.5 (2.8 和4.2的中间数值) PQ(3.5,1.3) 表示 14.88 (42.0 和-4.5平均, 9.7 和2.0平均,然后 乘 上 30% 加到 42.0和-4.5的平均值上)。
1.0 2.0 1.0 2.8 4.2 2.0 -9.6 -12.3 PQ = 3.0 42.0 9.7 4.0 -4.5 2.0
– – 使用新表格施加边界条件，表格大小和数值都取缺省数值 (空白)。 如果后来知道了边界条件，只要重新定义表格大小和数值即可。不用重新 施加载荷。
例子： 换热系数是长度的函数 [HF = f(x)]
• 假设面上的对流换热系数是非线性函数，并只与面的全局X坐标有 关。假设有6个插值点，可以在GUI中定义如下表格:
例子： 换热系数是长度的函数 [HF = f(x)](续)
• 在通用后处理器 (POST1)中, 数值可以通过将表格名关闭并将数值 打开显示 (Utility Menu>PlotCtls>Numbering)
•
组成数组的数称为数组元素。每个数组元素用下标 (I,J) 标志，I是行号， J是列号。
ANSYS APDL 数组复习
• 对于 ARRAY 类型，所有数都按照下标存储和引用。所有下标为 整数。一个典型的 5x3 数组如下。
j 1 1,1 L M 2,1 M M 3,1 N
2
3
4
5 column index numbers
• 当表格边界条件施加到实体模型或有限元模型上后，在前处理器 中列出边界条件时表格名将出现。 • 如果使用SBCTRAN (Solution>Loads>Operate>Transfer to FE) 命令将载荷传递到有限元模型上时, 在求解器中可以列出或绘制 出结点和单元的表格边界条件数值。如果表格边界条件是时间的 函数，显示的是TIME = 0的数值。如果载荷步文件 jobname.SXX) 是在传递以后写的，结点和单元的载荷步文件边界条件 (实体模 型载荷不存储在LS文件中) 还是由表格引用，而不是数值。
基本变量
• • • • • • • TIME,X,Y,Z TIME,X,Y,Z,TEMP TIME,X,Y,Z,TEMP,VELOCITY TIME,X,Y,Z TIME,X,Y,Z,TEMP TIME,X,Y,Z,TEMP TIME
单元-特殊表格支持
• Fluid116 1-D 热－流单元
– 载荷 • 热流是基本变量TIME的函数 • 压力是基本变量 TIME,X,Y,Z的函数
使用 HELP 命令查看上述命令相应 的菜单项。
表格化边界条件的重要说明
如果表格化边界条件不是时间的函数，他们可以很好的随时间阶跃 施加，而不受KBC命令的约束 (见第 4 章 )。
基本变量 - 边界条件应用
热边界条件
• • • • • • • 施加温度 热流 换热系数 介质温度 热流量 内部热生成 均匀热生成
使用命令定义APDL 表格
• 表格 (FORCE) 元素为载荷数值，行标号为时间数值，使用下面 的ANSYS命令定义 :
*DIM,FORCE,TABLE,5,1,1,TIME FORCE(1,1)=0,560,560,238.5,0 FORCE(1,0)=1.E-6,0.8,7.2,8.5,9.3 FORCE(0,1)=1.0 (不必须)
使用外部制表软件定义 APDL表格(续)
• 要读入 EXCEL数据，使用 Utility Menu>Parameters>Array Parameters>Read from File>Table array 并将对话框中所需数据 给出。
注-跳过EXCEL数据的前 四行。
在 GUI中检查表格
• 数据可以通过 Utility Menu >Parameters>Define/Edit> 来检查
12.5 - 41.4 6.04 31.6O L M P NSTR = M 10.8 320.7 3.85 19.1 P M -4.5 - 35.2 1.64 87.2P N Q
ANSYS APDL 表格复习
• TABLE 同样由一系列排列为矩阵的数组成，但TABLE 允许使用 数组元素的中间值，这是通过插值方法实现的。 • 而且, J=0 列, 通常包括行号数字(I=1 到m), 必须变化为单向增加 的数字系列 (不一定是整数)。 • 同样, I=0 行, 通常包括列号数字(J=1 到n), 必须变化为单向增加的
例子： 换热系数是长度的函数 [HF = f(x)](续)
• 下面的对话框允许用户选择合适的表格 (在本题中, 只有一个表 格, HF, 可以选择)。