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。
2. 热流率
热流率(Heal Flow)—种节点集中载荷,只能施加在节点或关键点上,主要用于线单元模型。
提示:如果温度与热流率同时施加在某一节点上,則ANSYS读取温度值进行计算。
3.对流
对流(Convection)是一种面载荷,用于计算流体与实体的热交换。
它可以施加在有限元模型的节点及单元上,也可以施加在实体模型的线段和面上。
4.热流密度
热流密度,又称热通量(Heat Flux),单位为W/m2。
热流密度是一种面载荷,表示通过单位面积的热流率。
当通过单位面积的热流率己知时,可在模型相应的外表面施加热流密度。
若输入值为正,则表示热流流入单元:反之,则表示热流流出单元。
它可以施加在有限元模型的节点及单元上,也可以施加在实体模型的线段和面上。
提示:热流密度与对流可以施加在同一外表面,但ANSYS将读取最后施加的面载荷进行计算。
5. 生热率
如前所述,生热率既可看成是材料的一种基本属性,又可作为载荷施加在单元上,它可以施加在有限元模型的节点及单元上,也可以施加在实体模型的关键点、线段、面及体上。
6. 热辐射率
热辐射率也是一种面载荷,通常施加于实体的外表面。
它可以施加在有限元模型的节点及单元上,也可以施加在实体模型的线段和面上。
Ansys的热单元类型
ANSYS 10.0热分析共提供了 40余种单元,其中包括辐射单元、对流单元、特殊单元以及前面所介绍的耦合场中-元等。
其中常见的用于热分析的单元有16种:
下面一次对各单元进行介绍●MASS71
维度:1D、2D、3D
节点数:1
自由度:温度
性质:质量单元
几何形状
●LINK31
维度:2D、3D
节点数:2
自由度:温度
性质:热辐射单元
几何形状
●LINK32
维度:2D
节点数:2
自由度:温度
性质:热传导单元几何形状
●LINK33
维度:3D
节点数:2
自由度:温度
性质:热传导单元几何形状
●LINK34
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
几何形状
①4节点单元
②5节点单元
③8节点单元
④9节点单元
PLANE35
维度:2D
节点数:6
自由度:温度
性质:平面三角形单元几何形状
●PLANE55
维度:2D
节点数:4
自由度:温度
性质:平面四边形单元
几何形状
●PLANE75
维度:2D
节点数:4
自由度:温度
性质:平面轴对称单元
几何形状
●PLANE77
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
维度:3D
节点数:10
自由度:温度
性质:四面体单元
几何形状
(提示:适合不规则形状的几何划分)
●SOLID90
维度:3D
节点数:20
自由度:温度
性质:六面体单元
几何形状
(提示:适合于模拟曲面边界)
●SHELL57
维度:3D
节点数:4
自由度:温度
性质:壳单元
几何形状。