最新ANSYS热分析-表面效应单元
ANSYS热辐射分析
求解设置界面
求解方法3：应用AUX12辐射矩阵生成器求解热辐射问题
只有ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical，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： （1）定义辐射面 （2）生成辐射矩阵 （3）将辐射矩阵用于热分析
辐射率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辐射率黑度q物体表面辐射热量qb黑体在同一表面辐射热量基本概念conti基本概念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
Y Z X
有限元方法及CAE软件
创建AUX12的方法
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。
创建AUX12的方法（conti）
创建AUX12的方法（conti）
• 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:
Ansys的热载荷及热单元类型
欢迎共阅
Ansys的热载荷及热单元类型
Ansys的6种热载荷
ANSYS共提供了6种载荷，可以施加在实体模型或单元模型上，包括：温度、热流率、对流、热流密度、生热率和热辐射率。
1. 温度
作为第一类边界条件，温度可以施加在有限元模型的节点上，也可以施加在实体模型的关键点、线段及面上。
维度：2D、3D
节点数：2
自由度：温度
性质：热对流单元几何形状
●SURF151
维度：2D
节点数：2、3或4 自由度：温度
性质：表面单元
几何形状
①2节点单元
②3节点单元
③4节点单元
●SURF152
维度：2D
节点数：4、5、8或9
自由度：温度
性质：表面单元
维度：2D
节点数：8
自由度：温度
性质：平面四边形单元
几何形状
（提示：适合于模拟曲面边界）●PLANE78
维度：2D
节点数：8
自由度：温度
性质：平面轴对称单元几何形状
●SOLID70
维度：3D
节点数：8
自由度：温度
性质：六面体单元
几何形状
●SOLID87。
ANSYS热分析指南
ANSYS热分析指南第一章简介1.1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，我们一般关心的参数有：温度的分布热量的增加或损失热梯度热流密度热分析在许多工程应用中扮演着重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等等。
通常在完成热分析后将进行结构应力分析，计算由于热膨胀或收缩而引起的热应力。
1.2ANSYS中的热分析ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Professional、ANSYS/FLOTRAN四种产品中支持热分析功能。
ANSYS热分析基于由能量守恒原理导出的热平衡方程，有关细节，请参阅《ANSYS Theory Reference》。
ANSYS使用有限元法计算各节点的温度，并由其导出其它热物理参数。
ANSYS可以处理所有的三种主要热传递方式：热传导、热对流及热辐射。
1.2.1对流热对流在ANSYS中作为一种面载荷，施加于实体或壳单元的表面。
首先需要输入对流换热系数和环境流体温度，ANSYS将计算出通过表面的热流量。
如果对流换热系数依赖于温度，可以定义温度表，以及在每一个温度点处的对流换热系数。
1.2.2辐射ANSYS提供了四种方法来解决非线性的辐射问题：辐射杆单元（LINK31）使用含热辐射选项的表面效应单元（SURF151-2D,或SURF152-3D）在AUX12中，生成辐射矩阵，作为超单元参与热分析使用Radiosity求解器方法有关辐射的详细描述请阅读本指南第四章。
1.2.3特殊的问题除了前面提到的三种热传递方式外，ANSYS热分析还可以解决一些诸如：相变（熔融与凝固）、内部热生成（如焦耳热）等的特殊问题。
例如，可使用热质点单元MASS71模拟随温度变化的内部热生成。
1.3热分析的类型ANSYS支持两种类型的热分析：1．稳态热分析确定在稳态的条件下的温度分布及其他热特性，稳态条件指热量随时间的变化可以忽略。
ANSYS热分析指南——ANSYS稳态热分析word精品文档59页
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。
热分析(ansys教程)
线性与非线性
如果有下列情况产生，则为非线性热分析： ① 材料热性能随温度变化，如K(T),C(T)等； ② 边界条件随温度变化，如h(T)等； ③ 含有非线性单元； ④ 考虑辐射传热 非线性热分析的热平衡矩阵方程为： [C(T)]{ T }+[K(T)]{T}={Q (T)}
边界条件、初始条件
建模
①确定jobname、title、unit； ②进入PREP7前处理，定义单元类型，设定单元 选项； ③定义单元实常数； ④定义材料热性能参数，对于稳态传热，一般只 需定义导热系数，它可以是恒定的，也可以随 温度变化； ⑤创建几何模型并划分网格。
几何尺寸(模型)
既可用ANSYS建立模型，也可用其它方法建好模 型后导入 模型建好后，以上两种建模方法的具体过程将不 再显示
瞬态传热
瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。 在这个过程中系统的温度、热流率、热边界条 件以及系统内能随时间都有明显变化。根据能 量守恒原理，瞬态热平衡可以表达为 ( 以矩阵 形式表示)：[C]{ }+[K]{T}={Q} T 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； [C]为比热矩阵,考虑系统内能的增加; {T}为节点温度向量； { T }为温度对时间的导数; {Q}为节点热流率向量，包含热生成。
划分网格(续)
材料属性
必须输入导热系数, KXX 如果施加了内部热生成率，则需指定比热 (C) ANSYS提供的材料库 (/ansys57/matlib)包括几种
常用材料的结构属性 和热属性, 但是建议用户创 建、使用自己的材料库 把优先设置为 “热分析” ，使材料模型图形用 户界面只显示材料的热属性
热传递的方式(续)
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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。
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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。
Ansys热分析教程-第六章
– 用外部编辑器如EXCEL生成的文件。 数据必须是tab-delimited 格式才能用 ANSYS的 *TREAD命令读入。
ANSYS APDL 数组复习
•
ANSYS 有两种数组参数:
– – 数组 类型定义离散的函数 表格 类型使用线性插值方法定义连续的函数。
• •
数组可以是一、二、三维的。 两维数组有 m 行 n 列; 行用行号 I标志, 从1到m 列用列号J标志，从1到n。
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:
• 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。
表格化边界条件- 基本变量
表格由下列基本变量组成: 基本变量 • 时间 • 全局笛卡尔坐标系中坐标 • 温度 • 速度, 用于Fluid116单元，1D 热－流 单元 相应 ANSYS 标记 • TIME • X, Y, Z • TEMP • VELOCITY
ANSYS基础教程—热分析
ANSYS基础教程—热分析关键字：ANSYS ANSYS教程ANSYS热分析信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享本文简述了进行稳态热分析的过程.有两方面的目的:重申第4章所介绍的典型分析步骤；介绍热荷载与边界条件.包括的主题有：概述、分析过程、专题讨论。
A. 概述·热分析用于确定结构中温度分布、温度梯度、热流以及其它类似的量.·热分析可能是稳态的或瞬态的.–稳态是指荷载条件已被“设置”成稳定状态，几乎不随时间变化. 如: 铁获得了预先设置的温度.–瞬态* 指条件随时间变化而变化. 如: 铸造中金属从熔融状态变为固态的冷却过程.·热荷载条件可能是:温度模型区温度已知.对流表面的热传递给周围的流体通过对流。
输入对流换热系数h和环境流体的平均温度Tb热通量* 单位面积上的热流率已知的面.热流率* 热流率已知的点.热生成率* 体的生热率已知的区域.热辐射* 通过辐射产生热传递的面. 输入辐射系数, Stefan-Boltzmann常数, “空间节点”的温度作为可选项输入.绝热面“完全绝热”面，该面上不发生热传递.B. 分析过程·稳态热分析过程和静力分析类似:–分析过程·几何尺寸（模型）·划分网格–求解·荷载条件·求解–后处理·查看结果·检查结果是否正确·通过(Main Menu > Preferences)把图形用户界面的优先级设置成热分析. 前处理几何尺寸（模型）·既可用ANSYS建立模型，也可用其它方法建好模型后导入.·模型建好后，以上两种建模方法的具体过程将不再显示.-划分网格·首先定义单元属性: 单元类型, 实常数, 材料属性.-单元类型·下表给出了常用的热单元类型.·每个结点只有一个自由度: 温度常用的热单元类型-材料属性–必须输入导热系数, KXX.–如果施加了内部热生成率，则需指定比热(C).–ANSYS提供的材料库(/ansys57/matlib)包括几种常用材料的结构属性和热属性, 但是建议用户创建、使用自己的材料库.–把优先设置为“热分析”，使材料模型图形用户界面只显示材料的热属性.-实常数–主要应用于壳单元和线单元.·划分网格.–存储数据文件.–使用MeshTool划分网格. 使用缺省的智能网格划分级别6可以生成很好的初始网格.·至此完成前处理，下面开始求解.求解荷载·指定的温度–热分析的自由度约束–Solution > -Loads-Apply > Temperature–或D命令系列(DA, DL, D)·热流–这些是面荷载–Solution > -Loads-Apply > Convection–或SF命令系列(SFA, SFL, SF, SFE)·绝热面–“完全绝热”面，该面上不发生热传递.–这是缺省条件, 如,没有指定边界条件的任何一个面都被自动作为绝热面处理.·其它可能的热荷载:–热通量(BTU / (hr-in2)–热流(BTU / hr)–热生成率(BTU / (hr-in3)–热辐射(BTU / hr)求解·首先存储数据库文件.·然后输入SOLVE命令或点击菜单Solution > -Solve-Current LS.–结果被写入结果文件, jobname.rth, 该结果文件同时也写入内存中的数据库文件.·至此完成求解过程. 下面进入后处理部分.后处理查看结果·典型的等值线绘图包括温度等值线，温度梯度等值线和热通量等值线–General Postproc> Plot Results > Nodal Solu…(或Element Solu…)–或用PLNSOL(或PLESOL)·对3-D 实体模型绘制云图时，选项isosurfaces(等值面)是非常有用的. 用/CTYPE命令或Utility Menu > PlotCtrls> Style > Contours > Contour Style.·检查结果是否正确·温度是否在预期的范围内?–在指定温度和热流边界的基础上，估计预期的范围.·网格大小是否满足精度?–和受力分析一样，可以画出非均匀分布的温度梯度(单元解) 并找出高梯度的单元. 这些区域可作为重新定义网格时的参考.–若节点温度梯度（平均的）和单元温度梯度（非平均的）之间的差别很大，则可能是网格划分太粗糙.。
ansys热分析.
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3-1二维实体单元单元维数形状及特点自由度PLANE35 二维六节点三角形单元温度（每个节点）PLANE55 二维四节点四边形单元温度（每个节点）PLANE75 二维四节点谐单元温度（每个节点）PLANE77 二维八节点四边形单元温度（每个节点）PLANE38 二维八节点谐单元温度（每个节点）表3-2三维实体单元单元 维数形状及特点自由度SOLID70 三维 八节点六面体单元 温度（每个节点） SOLID87 三维 十节点四面体单元 温度（每个节点） SOLID90三维 二十节点六单元温度（每个节点）表3-3辐射连接单元单元 维数 形状及特点 自由度LINK31二维或三维二节点线单元温度（每个节点）表3-4传导杆单元单元 维数 形状及特点 自由度LINK32 二维 二节点线单元 温度（每个节点） LINK33三维二节点线单元温度（每个节点）表3-5对流连接单元单元 维数 形状及特点 自由度LINK34三维二节点线单元温度（每个节点）表3-6壳单元单元 维数形状及特点自由度SHELL57三维 四节点四边形单元温度（每个节点）表3-7耦合场单元单元 维数 形状及特点自由度PLANE13二维四节点热－应力耦合单元温度、结构位移、电位、磁矢量位CONTACT48 二维 三节点热－应力接触单元 温度、结构位移CONTACT49 三维 热－应力接触单元温度、结构位移 FLUID116 三维 二或四节点热－流单元温度、压力SOLID5三维 八节点热－应力和热－电单元温度、结构位移、电位、磁标量位SOLID98 三维十节点热－应力和热－电单元温度、结构位移、电位、磁矢量位PLANE67 二维四节点热－电单元温度、电位LINK68 三维两节点热－电单元温度、电位SOLID69 三维八节点热－电单元温度、电位SHELL157 三维四节点热－电单元温度、电位表3-8特殊单元单元维数形状及特点自由度MASS71 一维到三维一个节点的质量单元温度COMBINE37 一维四节点控制单元温度、结构位移、转动、压力SURF151 二维二到四节点面效应单元温度SURF152 三维四到九节点面效应单元温度MATRIX50 由包括在超单元中的单元类型决定没有固定形状的矩阵或辐射矩阵超单元由包括在超单元中的单元类型决定INFIN9 二维二节点无限边界单元温度、磁矢量位INFIN47 三维四节点无限边界单元温度、磁矢量位COMBINE14 一维到三维两节点弹簧－阻尼单元温度、结构位移、转动、压力COMBINE39 一维两节点非线性弹簧单元温度、结构位移、转动、压力COMBINE40 一维两节点组合单元温度、结构位移、转动、压力.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。
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ANSYS热分析-表面效应单元 精品好文档，推荐学习交流
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢22 ANSYS热分析指南(第五章) 第五章 表面效应单元 5.1简介 表面效应单元类似一层皮肤，覆盖在实体单元的表面。它利用实体表面的节点形成单元。因此，表面效应单元不增加节点数量（孤立节点除外），只增加单元数量。
ANSYS 5.7中热分析专用表面效应单元为SURF151(2-D)以及SRUF152(3-D)。有关单元的详细描述请参阅《ANSYS Element Reference》。
5.2表面效应单元在热分析中的应用 利用表面效应单元可更加灵活地定义表面热载荷： 当热流密度和热对流边界条件同时施加于同一表面时，必须将其中一个施加于实体单元表面，另一个施加在表面效应单元。建议将热对流边界施加于表面效应单元。
可将热对流边界条件中的流体温度施加于孤立节点上，将对流系数施加于表面单元，这样，可更灵活地控制对流载荷。
当对流系数随温度变化时，表面效应单元可提供设置计算对流系数的选项。
表面效应单元还可以用于模拟点与面的辐射传热。 5.3表面效应单元的有关热分析设置选项 SURF151是单元可用于多种载荷和表面效应的应用。可以覆盖在任何二维热实体单元的表面(除轴对称谐波单元PLANE75和PLANE78外)。该单元可用于二维热分析，多种载荷和表面效应可以同时存在。SURF151单元有2到4个节点，如考虑对流传热和辐射的影响需要定义一个外部节点。传热量和热对流量以表面载荷的形式施加在单元上。详细单元说明请参见《ANSYS Theory Reference》。
SURF152是三维热表面效应单元，可用于多种载荷和表面效应的应用。它可以覆盖在任何三维热单元的表面，该单元可用于三维热分析。该单元中多种载荷和表面效应可以同时存在。详细单元说明请参见《ANSYS Theory Reference》。
选定单元： 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢22 命令：ET GUI： Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete>Options 分析设置选项： 中间节点： Include： keyopt(4)=0 Exclude：keyopt(4)=1 如果实体单元为带中间节点的单元，如Solid90，则设为Include，否则为Exclude。
是否有孤立节点： Exclude： Keyopt(5)=0 Include：Keyopt(5)=1 如果在表面效应单元上施加热流密度，则为Exclude；如果在表面效应单元上施加热对流，则可为Exclude，也可为Include。如果有孤立节点，则对流系数施加在表面效应单元上，流体温度施加在孤立节点上。如果无孤立节点，则对流系数和流体温度都施加在表面效应单元上。
热流密度或对流边界条件： 忽略热流密度和对流边界条件：Keyopt(8)=0 施加热流密度，忽略对流：Keyopt(8)=1 根据平均温度（壁面与流体）(TS＋TB)/2，计算对流系数：Keyopt(8)=2 根据固体表面温度TS，计算对流系数：Keyopt(8)=3 根据流体温度TB，计算对流系数：Keyopt(8)=4 根据固体表面与流体温差｜TB-TS｜，计算对流系数：Keyopt(8)=5 是否考虑辐射，选择Exclude radiation： Keyopt(9)= 设置单元行为： 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢22 Plane：Keyopt(8)=4 Axisymmetric：Keyopt(8)=4 Plane with thickness：Keyopt(8)=4 图5-1面效应单元的选项设置
5.4表面效应单元的实常数 使用表面效应单元施加对流或热流密度边界条件，一般不需要定义实常数。面内厚度在表面效应单元的每个角节点默认为1。只有当生热载荷施加于表面效应单元时，厚度才有作用，因为生热基于单元体积。其它实常数，在辐射热分析或结构分析时设置。
5.5表面效应单元的材料属性 使用表面效应单元施加对流或热流密度边界条件，一般不需要定义材料属性，但有一例外：对流系数随温度变化时，最好单独设定一材料编号，定义材料的对流系数随温度变化的表。在表面单元上施加对流边界时输入负号及材料编号。例如“-3”。其它材料属性在辐射或结构分析时设置。
5.6创建无孤立节点的表面效应单元 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢22 划分实体网格 设定表面效应单元的属性 GUI：Main>Menu>Preprocessor>Meshing Attributes>Default Attribs 一般无需设定表面效应单元的材料编号，但为了选择、加载及后处理方便，最好为每组表面单元设置一个唯一的材料编号。
生成表面单元 第一种方法：直接在相应的线或面上生成网格： GUI：Main>Menu>Preprocessor> Meshing>Mesh Lines/Area 第二种方法： 选择要生成表面效应单元的边（2D）或面（3D）及所属节点； 设定表面效应单元的属性（TYPE，MAT等）； 创建表面效应单元； GUI：Main>Menu>Preprocessor> Modeling>Create>Element> Surf Effect 5.7创建带孤立节点的表面效应单元
如果在表面效应单元选项设置时，带孤立节点，Keyopt(5)=1，则：
创建孤立节点 GUI：Main>Menu>Preprocessor>modeling>create>nodes 选择要创建表面效应单元的面或线，以及所属节点； 设定单元属性； 创建表面效应单元： 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢22 GUI：Main>Menu>Preprocessor>modeling>create> Element>on free SURF，输入关键点编号，OK
5.8管流单元热分析 在ANSYS中有三个用于管流热分析的单元：
FLUID116热管流单元 SURF1512-D热表面单元 SURF1523-D热表面单元 其中FLUID116单元求解一维带泵送效应的泊努利方程和一维带质量传递的热传递，可与SURF151或SURF152连接模拟对流效应。它的压力、流率、温度、角速度、滑移系数可以表格化参数方式输入。主要的单元属性有流体导热系数、流体密度、流体比热、流体粘度、流体流率等。
而表面效应单元的额外节点在FLUID116单元上，这样用管流单元FLUID116上的节点温度作为对流中的流体温度，将对流系数赋予表面效应单元上，模拟流体与管壁的耦合传热。
LFSUR, Sline, Tline 对组元Sline中包含的线划分表面效应单元，并连接表面效应单元和距离最近的管流单元。这些管流单元已经划分网格，并定义为组元Tline。
AFSUR, Sarea, Tline 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢22 对组元Sarea中包含的面划分表面效应单元，并连接表面效应单元和距离最近的管流单元。这些管流单元同样已经划分网格，并定义为组元Tline。
可用如下命令控制显示表面效应单元的额外节点： 命令：/PSYMB,XNODE,1 GUI：Utility Menu>PlotCtrls>Symbols 5.9表面效应单元的实例1－冷却栅的热分析 5.9.1 问题描述
分析冷却栅的温度分布及与空气的热传递速率。冷却栅的横截面如下图所示，单位为英寸。材料为铝，导热系数为8.5 BTU/hr.in°F。冷却栅底部流入的热流密度为17BTU/hr.sq.in。空气的温度为90 °F，自然对流。
5.9.2 菜单操作过程 5.9.2.1设置分析标题
1、选择“Utility Menu>File>Change Title”，输入HEATSINK1。
2、选择“Utility Menu>File>Change title”，输入Heat convection using SURF151 ignoring radiation。 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢22 5.9.2.2定义参数变量 1、选择“Utility Menu>Parameters>scalar paramaters”，输入： base=.15 hgt=1.0 ttop=0.05 tbot=0.15 fspc=0.4
dt=301.5-90!假设表面平均温度与空气的温差
dt=dt*5/9!转换为摄氏度 len=(hgt-base)/39.37 hvert1=(1.42*(dt/len)**0.25)*0.1761/144!竖直边对流系数（经验公式） len=base/39.37 hvert2=(1.42*(dt/len)**0.25)*0.1761/144 len=(fspc-tbot)/39.37
hhorz1=(1.32*(dt/len)**0.25)*0.1761/144!水平边对流系数（经验公式） len=ttop/39.37 hhorz2=(1.32*(dt/len)**0.25)*0.1761/144 5.9.2.3定义热单元及表面效应单元