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1、ansys热分析例问题描述：一个30公斤重、温度为70的铜块,以及一个20公斤重、温度为80的铁块，突然放入温度为20、盛满了300升水的、完全绝热的水箱中,如图所示。过了一个小时，求铜块与铁块的最高温度(假设忽略水的流动)。 材料热物理性能如下：热性能单位制 铜 铁 水 导热系数W/m 383 37 0.61 密度Kg/m 8889 7833 996 比热J/kg 390 448 4185 菜单操作过程： 一、设置分析标题 1、选择“Utility MenuFileChange Jobname”，输入文件名Transient1。 2、选择“Utility MenuFileChange Tit
2、le” 输入Thermal Transient Exercise 1。 二、定义单元类型 1、选择“Main MenuPreprocessor”，进入前处理。 2、选择“Main MenuPreprocesorElement TypeAdd/Edit/Delete”。选择热平面单元plane77。 三、定义材料属性 1、选择“Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models”，在弹出的材料定义窗口中顺序双击Thermal选项。 2、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入383；点击Density，在DENS框中输入
3、8898；点击Specific Heat，在C框中输入390。 3、在材料定义窗口中选择MaterialNew Model，定义第二种材料。 4、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入70；点击Density，在DENS框中输入7833；点击Specific Heat，在C框中输入448。 5、在材料定义窗口中选择MaterialNew Model，定义第三种材料。 6、点击Conductivity，Isotropic，在KXX框中输入.61；点击Density，在DENS框中输入996；点击Specific Heat，在C框中输入4185。 四、创建几何模型 1、
4、选择“Main MenuPreprocessor-Modeling-Create-Areas-RetangleBy Dimensions”，输入X1=0, Y1=0, X2=0.6, Y2=0.5, 点击Apply；输入X1=0.15, Y1=0.225, X2= 0.225,Y2=0.27, 点击Apply；输入X1=0.6-0.2-0.058, Y1=0.225, X2=0.6-0.2, Y2=0.225+0.044, 选择OK。 2、选择“Main MenuPreprocessor-Modeling-OperateBooleansOverlap”，选择Pick All。 3、选择“Uti
5、lity MenuPlotctrlsNumberingAreas, on”。 4、选择“Utility MenuPlotAreas”。 五、划分网格 1、选择“Main MenuPreprocessor-Attributes-Define-All Areas”，选择材料1。 2、选择“Main MenuPreprocessorMeshing-Size Cntrls-Manualsize-Global-Size”，输入单元大小0.02。 3、选择“Main MenuPreprocessorMeshing-Mesh-Areas-Mapped3 or 4 sided”，选择铜块。 4、选择“Main
6、 MenuPreprocessor-Attributes-Define-All Areas”，选择材料2。 5、选择“Main MenuPreprocessorMeshing-Mesh-Areas-Mapped3 or 4 sided”，选择铁块。 6、选择“Main MenuPreprocessor-Attributes-Define-All Areas”，选择材料3。 7、选择“Main MenuPreprocessorMeshing-Size Cntrls-Manualsize-Global-Size”，输入单元大小0.05。 8、选择“Main MenuPreprocessorMesh
7、ing-Mesh-Areas-Free”，选择水箱。 9、选择“Utility MenuPlotArea”。 六、进行稳态分析设置初始条件 1、选择“Main MenuSolution-Analysis Type-New Analysis”，选择Transient，定义为瞬态分析。 2、选择“Main MenuSolution-Load Step OptsTime/FrenquencTime Integration”，将TIMINT设定为 off，首先进行稳态分析。 3、选择“Main MenuSolution-Load Step OptsTime/FrenquencTime-Time Ste
8、p”，设定TIME为0.01、DELTIM也为0.01 4、选择“Utility Menu: SelectEntities”，在对话框中自上而下依次选择：Elements，By Attributes，Material num，在“Min， Max”框中输入3，选择From Full，点击APPLY；选择选择Nodes，Attached to, Element，点击OK。 5、选择“Main MenuSolution-Loads-Apply-Thermal-TemperatureOn Nodes”，选择Pick All, 输入20。 6、选择“Utility Menu: SelectEntiti
9、es”，在对话框中自上而下依次选择：Elements，By Attributes，Material num，在“Min， Max”框中输入2，选择From Full，点击APPLY；选择选择Nodes，Attached to, Element，点击OK。 7、选择“Main MenuSolution-Loads-Apply-Thermal-TemperatureOn Nodes”，选择Pick All, 输入80。 8、选择“Utility MenuSelectEntities”，在对话框中自上而下依次选择：Elements，By Attributes，Material num，在“Min，
10、Max”框中输入1，选择From Full，点击APPLY；选择选择Nodes，Attached to, Element，点击OK。 9、选择“Main MenuSolution-Loads-Apply-Thermal-TemperatureOn Nodes”，选择Pick All, 输入70。 10、选择“Utility MenuSelect Everything”。 11、Main MenuSolution-Solve-Current LS”。 七、进行瞬态分析 1、选择“Main MenuSolution-Load Step OptsTime/FrenquencTime-Time Ste
11、p”，设定TIME=3600,DELTIM=26, 最小、最大时间步长分别为2, 200, 将Autots设置为ON。 2、选择“Main MenuSolution-Load Step OptsTime/FrenquencTime Integration”，将TIMINT设置为ON。 3、选择“Main MenuSolution-Loads-Delete-Thermal-TemperatureOn Nodes”，选择Pick All，删除稳态分析定义的节点温度。 4、选择“Main MenuSolution-Load Step OptsOutput Ctrls-DB/Results”，选择Ev
12、ery Substeps。 5、选择“Main MenuSolution-Solve-Current LS”。 八、后处理 1、选择“Main MenuTimeHist PostPro”，进入POST26。 2、选择“Main MenuTimeHist PostProDefine Variables”，点击Add，选择Solution summary，点击OK，在User specified label框中输入dtime，选择Solution Items和Step Time，点击OK定义子步时间为2号变量。 3、选择“Main MenuTimeHist PostProDefine Variab
13、les”，点击Add，选择Nodal result，点击OK，在User specified label框中输入T_Copper，在Node number框中输入node(0.1875,0.2475,0)，点击OK定义3号变量。同理可以定义其他节点解。 4、选择“Main MenuTimeHist PostProGraph Virables”，输入变量代号，显示各变量随时间变化的曲线。 5、选择“Main MenuGeneral Postproc”，进入POST1。 6、选择“Main MenuGeneral Postproc-Read Results-Last set”。 7、选择“Main
14、 MenuGeneral PostprocPlot resultNodal Solution”，选择temperature。 等效的命令流方法 /filename,transient1 /title, Thermal Transient Exercise 1 !进入前处理 /prep7 et,1,plane77! 定义单元类型 mp,kxx,1,383! 定义材料热性能参数 mp,dens,1,8889!1铜，2铁，3水 mp,c,1,390 mp,kxx,2,70 mp,dens,2,7837 mp,c,2,448 mp,kxx,3,0.61 mp,dens,3,996 mp,c,3,418
15、5 !创建几何实体 rectnag,0,0.6,0,0.5 rectang,0.15,0.225,0.225,0.27 rectang,0.6-0.2-0.058,0.6-0.2,0.225,0.225+0.044 aovlap,all!布尔操作 /pnum,area,1 aplot !划分网格 aatt,1,1,1 eshape,2 esize,0.02 amesh,2 aatt,2,1,1 amesh,3 aatt,3,1,1 eshape,3 esize,0.05 amesh,4 /pnum,mat,1 eplot finish !加载求解 /solu antype,trans timi
16、nt,off!先作稳态分析,确定初始条件 time,0.01!设定只有一个子步的时间很小的载荷步 deltim,0.01 esel,s,mat,3 nsle,s d,all,temp,20 esel,s,mat,2 nsle,s d,all,temp,80 esel,s,mat,1 nsle,s d,all,temp,70 allsel solve!得到初始温度分布 !进行瞬态分析 time,3600 timint,on!打开时间积分 deltim,26,2,200!设置时间步长，最大及最小时间步长 autots,on!打开自动时间步长 ddelet,all,temp!删除稳态分析中定义的节点
17、温度 outres,all,1!将每个子步的值写入数据库文件 solve finish save !进入POST26后处理 /post26 solu,2,dtime,dtime!2每一子步采用的时间步长 nsol,3,node(0.1875,0.2475,0),temp,T_Copper!3铜块的中心点 nsol,4,node(0.371,0.247,0),temp,T_Iron!4铁块的中心点 nsol,5,node(30,0,0),temp,T_H2O_Bot!5水箱的底部 nsol,6,node(30,50,0),temp,T_H2O_Top!6水箱的顶部 nsol,7,node(0,25,0),temp,T_H2O_Left!7水箱的左部 nsol,8,node(60,25,0),temp,T_H2O_Right!8水箱的右部 Plvar,2 plvar,3,4,5,6,7,8 finish !进入POST1后处理 /post1!设置为最后一个载荷子步 set,last esel,s,mat,1 nsle,s plnsol,temp esel,s,mat,2 nsle,s plnsol,temp finish
