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复杂传热问题清单
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发布时间:2018-06-05 作者: 浏览数:3572

这篇清单让你快速了解有关于有限元传热常见的的相关知识,为你提供参考。


1、计算流动传热常用的数值方法主要包括:有限分析法、有限差分法、有限元法以及有限容积法。在有限元分析软件 ANSYS 中的有限容积法是指将计算区域划分成很多不互相重叠的网格,并且围绕每个网格节点都有一个控制体,再将每一个控制方程都在控制体上进行积分求解,可以得到包含一组节点计算变量值的离散化方程,可以保证具有守恒性,而且离散方程系数的物理意义明确,是目前流动与传热问题的数值计算中应用得最广的一种方法。

 

2、ABAQUS可以求解以下类型的传热问题: 

1)非耦合传热分析。此类分析中,模型温度场不受应力应变场的影响。在ABAQUS/Standard中可以分析热传导、强制对流、边界辐射等传热问题,其分析类型可以是瞬态或稳态、线性或非线性。 

2)顺序耦合热应力分析。此类分析中的应力应变场取决于温度场,但温度场不受应力应变影响。此类问题使用ABAQUS/Standard来求解,具体方法是首先分析传热问题,然后将所得到的温度场作为已知条件,进行热应力分析,得到应力应变场。分析传热问题所使用的网格和热应力分析的网格可以不一样。 

3)完全耦合热应力分析。此类分析中的应力应变场和温度场之间有点强烈的相互作用,需要同时求解。可以使用ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit来求解此类问题。 

4) 绝热分析; 5) 热电耦合分析; 6) 空腔辐射。

 

3、用ansys计算二维瞬态传热问题,但是不管怎么修改边界条件,计算结果始终没有变化这是由于:边界条件就是已知条件,这应该是从结构计算中引出的,毕竟一开始的有限元程序都是做结构计算的。在结构计算中,边界条件就是已知的位移,也就是约束条件。因为这些约束往往是在结构的边缘,所以就叫边界条件了。

 

4、solidworks的simulation的装配体有限元分析和零件的有限元分析的区别是装配体需要设置连接面的接触或者连接关系,其不一定是刚性连接的;而零件是一个整体。

 

5、ansys中实体模型上施加的载荷如何转变为有限元模型载荷呢?

答:转变成有限元模型载荷还麻烦一些,要修改模型的话载荷又要重新施加,这个转变是不必要的,Ansys会自动进行转换计算,而且以后修改模型时不用再重新施加载荷,修改完直接重新划网格即可。其实想把实体模型上的载荷转化为有限元模型载荷是多余的,因为ansys在计算的时候会自动完成这个步骤而不需要外部的命令来实现。

 

6、如何利用多体动力学和有限元计算齿轮传动过程中的实际传动效率?

答:二者都没办法解决。

首先说动力学软件,比如andams和RecurDyn,齿轮就是在两个圆柱上建立齿轮副接触,扭矩损失完全依靠齿轮副的摩擦系数和轴承的摩擦圆半径,这些都是经验值或者手册值,或者实验测量值。用多体动力学软件也是在这些数据的基础上来仿真,用软件算了用手算没啥区别。

再说说有限元软件,只要是有限元就需要离散化、划分网格,这样就使原本的连续曲率齿面变成了n个小平面逼近成的棱柱面,试想,两个棱柱面接触带来的误差将使接触应力和接触位移的计算结果出现较大的波动。除非将网格画的无限小,而这样带来的计算成本也必然十分巨大。proe能不能做装配体的有限元仿真分析?答案:可以。

 

7、ansys传热分析首先实验时的传热方式在ANSYS模拟中是否都考虑到了? 其次对流传热系数等参数和实验时的参数的吻合性需要保证,是怎么样保证的? 这应该是决定计算结果正确与否的关键所在。

 

8、有限元分析中单位如何确定?

答:有限元软件一般不设单位,所以我们输入数值时要特别注意单位的封闭性。一般取这个封闭单位制:长度mm,力N,应力Mpa(N/mm2),质量吨t,密度t/mm3。其他单位可以从这些单位推导。

比如在patran中,长度用mm,力用N,密度用t/mm3,最后计算得到的应力单位就是Mpa。

 

9、有限元计算模拟哪个软件最好:ABAQUS和ANSYS都是用的很多的,能够模拟分析很多问题。静态、动态,线性、非线性,接触等问题都可以解决。具体看计算哪种模型再选择。

 

10、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

 

11、ABAQUS中关于热接触问题:为什么只要一设置了thermal conductance 和 heat generation 就会出现这个警告: Thermal contact between surfaces ASSEMBLY_SURF-TOOL and ASSEMBLY_WORKPIECE-SURFACE is causing a 75.788% reduction in the time increment. 然后增量步就突然减小了很多。

答:力学分析要耦合热就是个很费计算量和计算时间的问题,所以计算缓慢是很正常的现象,况且这里也确实提示了说计算步长会有75.788%的减小,并不是出错。

 

12、流体与固体表面之间的换热能力,比如说,物体表面与附近空气温差1℃,单位时间单位面积上通过对流与附近空气交换的热量。单位为W/(m^2·℃)。表面对流换热系数的数值与换热过程中流体的物理性质、换热表面的形状、部位、表面与流体之间的温差以及流体的流速等都有密切关系。物体表面附近的流体的流速愈大,其表面对流换热系数也愈大。如人处在风速较大的环境中,由于皮肤表面的对流换热系数较大,其散热(或吸热)量也较大。对流换热系数可用经验公式计算,通常用巴兹公式计算。

 

13、影响对流传热强弱的主要因素有: 1. 对流运动成因和流动状态; 2. 流体的物理性质(随种类、温度和压力而变化); 3. 传热表面的形状、尺寸和相对位置; 4. 流体有无相变(如气态与液态之间的转化)。 

 

14、ansys有限元分析中,热固耦合与热结构耦合是一样的概念吗?

答:热-结构耦合般先算结构温度场温度场加计算结构变形应力属于单向耦合或者半耦合热-固耦合种弱式。热-固耦合般除计算温度场结构影响外要计算结构受热产变形、材料参数、接触状态变化等情况传热及温度布影响要实现两场相互影响析般需要用反复迭代程。

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