ANSYS熱分析表面效應(yīng)單元

1、ANSYS熱分析指南(第五章) 第五章 表面效應(yīng)單元5.1簡(jiǎn)介表面效應(yīng)單元類似一層皮膚，覆蓋在實(shí)體單元的表面。它利用實(shí)體表面的節(jié)點(diǎn)形成單元。因此，表面效應(yīng)單元不增加節(jié)點(diǎn)數(shù)量（孤立節(jié)點(diǎn)除外），只增加單元數(shù)量。ANSYS 5.7中熱分析專用表面效應(yīng)單元為SURF151(2-D)以及SRUF152(3-D)。有關(guān)單元的詳細(xì)描述請(qǐng)參閱ANSYS Element Reference。5.2表面效應(yīng)單元在熱分析中的應(yīng)用利用表面效應(yīng)單元可更加靈活地定義表面熱載荷：當(dāng)熱流密度和熱對(duì)流邊界條件同時(shí)施加于同一表面時(shí)，必須將其中一個(gè)施加于實(shí)體單元表面，另一個(gè)施加在表面效應(yīng)單元。建議將熱對(duì)流邊界施加于表面效應(yīng)單元?？?/p>

2、將熱對(duì)流邊界條件中的流體溫度施加于孤立節(jié)點(diǎn)上，將對(duì)流系數(shù)施加于表面單元，這樣，可更靈活地控制對(duì)流載荷。當(dāng)對(duì)流系數(shù)隨溫度變化時(shí)，表面效應(yīng)單元可提供設(shè)置計(jì)算對(duì)流系數(shù)的選項(xiàng)。表面效應(yīng)單元還可以用于模擬點(diǎn)與面的輻射傳熱。5.3表面效應(yīng)單元的有關(guān)熱分析設(shè)置選項(xiàng)SURF151是單元可用于多種載荷和表面效應(yīng)的應(yīng)用?？梢愿采w在任何二維熱實(shí)體單元的表面(除軸對(duì)稱諧波單元PLANE75和PLANE78外)。該單元可用于二維熱分析，多種載荷和表面效應(yīng)可以同時(shí)存在。SURF151單元有2到4個(gè)節(jié)點(diǎn)，如考慮對(duì)流傳熱和輻射的影響需要定義一個(gè)外部節(jié)點(diǎn)。傳熱量和熱對(duì)流量以表面載荷的形式施加在單元上。詳細(xì)單元說明請(qǐng)參見ANSY

3、S Theory Reference。SURF152是三維熱表面效應(yīng)單元，可用于多種載荷和表面效應(yīng)的應(yīng)用。它可以覆蓋在任何三維熱單元的表面，該單元可用于三維熱分析。該單元中多種載荷和表面效應(yīng)可以同時(shí)存在。詳細(xì)單元說明請(qǐng)參見ANSYS Theory Reference。選定單元：命令：ETGUI： Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteOptions分析設(shè)置選項(xiàng)：中間節(jié)點(diǎn)：Include： keyopt(4)=0Exclude：keyopt(4)=1如果實(shí)體單元為帶中間節(jié)點(diǎn)的單元，如Solid90，則設(shè)為Include，否則為Exclud

4、e。是否有孤立節(jié)點(diǎn)：Exclude： Keyopt(5)=0Include：Keyopt(5)=1如果在表面效應(yīng)單元上施加熱流密度，則為Exclude；如果在表面效應(yīng)單元上施加熱對(duì)流，則可為Exclude，也可為Include。如果有孤立節(jié)點(diǎn)，則對(duì)流系數(shù)施加在表面效應(yīng)單元上，流體溫度施加在孤立節(jié)點(diǎn)上。如果無(wú)孤立節(jié)點(diǎn)，則對(duì)流系數(shù)和流體溫度都施加在表面效應(yīng)單元上。熱流密度或?qū)α鬟吔鐥l件：忽略熱流密度和對(duì)流邊界條件：Keyopt(8)=0施加熱流密度，忽略對(duì)流：Keyopt(8)=1根據(jù)平均溫度（壁面與流體）(TSTB)/2，計(jì)算對(duì)流系數(shù)：Keyopt(8)=2根據(jù)固體表面溫度TS，計(jì)算對(duì)流系數(shù)：K

5、eyopt(8)=3根據(jù)流體溫度TB，計(jì)算對(duì)流系數(shù)：Keyopt(8)=4根據(jù)固體表面與流體溫差TB-TS，計(jì)算對(duì)流系數(shù)：Keyopt(8)=5是否考慮輻射，選擇Excluderadiation：Keyopt(9)=設(shè)置單元行為：Plane：Keyopt(8)=4Axisymmetric：Keyopt(8)=4Plane with thickness：Keyopt(8)=4圖5-1面效應(yīng)單元的選項(xiàng)設(shè)置5.4表面效應(yīng)單元的實(shí)常數(shù)使用表面效應(yīng)單元施加對(duì)流或熱流密度邊界條件，一般不需要定義實(shí)常數(shù)。面內(nèi)厚度在表面效應(yīng)單元的每個(gè)角節(jié)點(diǎn)默認(rèn)為1。只有當(dāng)生熱載荷施加于表面效應(yīng)單元時(shí)，厚度才有作用，因?yàn)樯鸁峄?/p>

6、于單元體積。其它實(shí)常數(shù)，在輻射熱分析或結(jié)構(gòu)分析時(shí)設(shè)置。5.5表面效應(yīng)單元的材料屬性使用表面效應(yīng)單元施加對(duì)流或熱流密度邊界條件，一般不需要定義材料屬性，但有一例外：對(duì)流系數(shù)隨溫度變化時(shí)，最好單獨(dú)設(shè)定一材料編號(hào)，定義材料的對(duì)流系數(shù)隨溫度變化的表。在表面單元上施加對(duì)流邊界時(shí)輸入負(fù)號(hào)及材料編號(hào)。例如“-3”。其它材料屬性在輻射或結(jié)構(gòu)分析時(shí)設(shè)置。5.6創(chuàng)建無(wú)孤立節(jié)點(diǎn)的表面效應(yīng)單元?jiǎng)澐謱?shí)體網(wǎng)格設(shè)定表面效應(yīng)單元的屬性GUI：MainMenuPreprocessorMeshing AttributesDefault Attribs一般無(wú)需設(shè)定表面效應(yīng)單元的材料編號(hào)，但為了選擇、加載及后處理方便，最好為每組表面

7、單元設(shè)置一個(gè)唯一的材料編號(hào)。生成表面單元第一種方法：直接在相應(yīng)的線或面上生成網(wǎng)格：GUI：MainMenuPreprocessor MeshingMesh Lines/Area第二種方法：選擇要生成表面效應(yīng)單元的邊（2D）或面（3D）及所屬節(jié)點(diǎn)；設(shè)定表面效應(yīng)單元的屬性（TYPE，MAT等）；創(chuàng)建表面效應(yīng)單元；GUI：MainMenuPreprocessor ModelingCreateElement Surf Effect5.7創(chuàng)建帶孤立節(jié)點(diǎn)的表面效應(yīng)單元如果在表面效應(yīng)單元選項(xiàng)設(shè)置時(shí)，帶孤立節(jié)點(diǎn)，Keyopt(5)=1，則：創(chuàng)建孤立節(jié)點(diǎn)GUI：MainMenuPreprocessormodel

8、ingcreatenodes選擇要?jiǎng)?chuàng)建表面效應(yīng)單元的面或線，以及所屬節(jié)點(diǎn)；設(shè)定單元屬性；創(chuàng)建表面效應(yīng)單元：GUI：MainMenuPreprocessormodelingcreate Elementon free SURF，輸入關(guān)鍵點(diǎn)編號(hào)，OK5.8管流單元熱分析在ANSYS中有三個(gè)用于管流熱分析的單元：FLUID116熱管流單元SURF1512-D熱表面單元SURF1523-D熱表面單元其中FLUID116單元求解一維帶泵送效應(yīng)的泊努利方程和一維帶質(zhì)量傳遞的熱傳遞，可與SURF151或SURF152連接模擬對(duì)流效應(yīng)。它的壓力、流率、溫度、角速度、滑移系數(shù)可以表格化參數(shù)方式輸入。主要的單元屬性

9、有流體導(dǎo)熱系數(shù)、流體密度、流體比熱、流體粘度、流體流率等。而表面效應(yīng)單元的額外節(jié)點(diǎn)在FLUID116單元上，這樣用管流單元FLUID116上的節(jié)點(diǎn)溫度作為對(duì)流中的流體溫度，將對(duì)流系數(shù)賦予表面效應(yīng)單元上，模擬流體與管壁的耦合傳熱。LFSUR, Sline, Tline對(duì)組元Sline中包含的線劃分表面效應(yīng)單元，并連接表面效應(yīng)單元和距離最近的管流單元。這些管流單元已經(jīng)劃分網(wǎng)格，并定義為組元Tline。AFSUR, Sarea, Tline對(duì)組元Sarea中包含的面劃分表面效應(yīng)單元，并連接表面效應(yīng)單元和距離最近的管流單元。這些管流單元同樣已經(jīng)劃分網(wǎng)格，并定義為組元Tline?？捎萌缦旅羁刂骑@示表面

10、效應(yīng)單元的額外節(jié)點(diǎn)：命令：/PSYMB,XNODE,1GUI：Utility MenuPlotCtrlsSymbols5.9表面效應(yīng)單元的實(shí)例1冷卻柵的熱分析5.9.1問題描述分析冷卻柵的溫度分布及與空氣的熱傳遞速率。冷卻柵的橫截面如下圖所示，單位為英寸。材料為鋁，導(dǎo)熱系數(shù)為8.5 BTU/hr.inF。冷卻柵底部流入的熱流密度為17BTU/hr.sq.in?？諝獾臏囟葹?0 F，自然對(duì)流。5.9.2菜單操作過程5.9.2.1設(shè)置分析標(biāo)題1、選擇“Utility MenuFileChange Title”，輸入HEATSINK1。2、選擇“Utility MenuFileChange titl

11、e”，輸入Heat convection using SURF151 ignoring radiation。5.9.2.2定義參數(shù)變量1、選擇“Utility MenuParametersscalar paramaters”，輸入：base=.15hgt=1.0ttop=0.05tbot=0.15fspc=0.4dt=301.5-90!假設(shè)表面平均溫度與空氣的溫差dt=dt*5/9!轉(zhuǎn)換為攝氏度len=(hgt-base)/39.37hvert1=(1.42*(dt/len)*0.25)*0.1761/144!豎直邊對(duì)流系數(shù)（經(jīng)驗(yàn)公式）len=base/39.37hvert2=(1.42*(d

12、t/len)*0.25)*0.1761/144len=(fspc-tbot)/39.37hhorz1=(1.32*(dt/len)*0.25)*0.1761/144!水平邊對(duì)流系數(shù)（經(jīng)驗(yàn)公式）len=ttop/39.37hhorz2=(1.32*(dt/len)*0.25)*0.1761/1445.9.2.3定義熱單元及表面效應(yīng)單元1、選擇“Main Menu：PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete”，定義單元類型1為PLANE55；單元類型2為SURF151。2、點(diǎn)擊SURF151，Options，將“Midside nodes”設(shè)置為Exclude；

13、“Extra node”設(shè)置為Include；“Heat flux and convect loads”設(shè)置為Hf at average T。5.9.2.4定義定義材料屬性1、選擇“Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models” 在彈出的材料定義窗口中順序選擇Thermal，Conductivity，Isotropic選項(xiàng)，KXX框中輸入8.5。2、任意定義25號(hào)材料。5.9.2.5創(chuàng)建幾何模型1、選擇“Main MenuPreprocessorCreateKeypointIn Active CS”，創(chuàng)建8個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。關(guān)鍵點(diǎn)的編號(hào)及坐標(biāo)如下

14、：編號(hào)12345678X000Tbot/2Tbot/2Ttop/2Fspc/2Fspc/2Y0basehgt0basehgt0base2、選擇“Main MenuPreprocessorCreateAreaArbitraryThrough KPs”，輸入1，4，5，2，點(diǎn)擊APPLY；輸入2，5，6，3，點(diǎn)擊APPLY；輸入4，7，8，5，點(diǎn)擊OK，由關(guān)鍵點(diǎn)組成了3個(gè)面。3、選擇“Utility MenuWorkPlaneLocal Coordinate systemCreate Local CSAt Specified Loc”，輸入fspc/2,0,0創(chuàng)建局部坐標(biāo)。4、選擇“MainMen

15、uPreprocessorReflectArea，Pick all，on Y-Z plane”，映射面。5、選擇“MainMenuPreprocessorNumbering ContrlsMerge Items”，選擇Keypoints。6、選擇“MainMenuPreprocessorCopyArea”，點(diǎn)擊Pick all，在number of copied中輸入5， x offset中輸入fspc。7、選擇“Utility MenuWorkPlaneLocal Coordinate systemCreate Local CSAt Specified Loc”，輸入5*fspc,0,0創(chuàng)建

16、局部坐標(biāo)。8、選擇“MainMenuPreprocessorReflectArea”，輸入28,29,30，on Y-Z plane映射面。9、選擇“MainMenuPreprocessorNumbering ContrlsMerge Items”，選擇Keypoints。10、選擇“Utility MenuWorkPlaneChange Active CSTo Global Cartesian”，返回總體直角坐標(biāo)系。5.9.2.6賦予各邊屬性1、選擇所有的長(zhǎng)斜邊：選擇“Utility MenuSelectEntitiesLineExterior，F(xiàn)rom Full, Apply”；選擇“Ut

17、ility MenuSelectEntitiesLineBy location，Y coordinate”，輸入base+0.1，hgt-0.1，選擇reselect，Apply；選擇“Utility Menu： SelectEntitiesLine By location，X coordinate”，輸入0，選擇Unselect；選擇“Main MenuDefineAll Lines”，選擇材料為2，單元類型為2；2、選擇最右邊的線：選擇“Utility MenuSelectEntitiesLine By location，X coordinate”，輸入5.5*fspc，F(xiàn)rom Full

18、；選擇“Main MenuDefineAll Lines”，選擇材料為3，單元類型為2；3、選擇冷卻柵根部的線：選擇“Utility MenuSelectEntitiesLineExterior， From Full， Apply”；選擇“Utility Menu SelectEntitiesLine By location， Y coordinate”，輸入base， Reselect， OK；選擇“Main MenuDefineAll Lines”，選擇材料為4，單元類型為2；4、選擇頂部的線：選擇“Utility MenuSelectEntitiesLineBy location， Y

19、coordinate”，輸入hgt， From Full，OK；選擇“Main MenuDefineAll Lines”，選擇材料為5，單元類型為2；5、選擇“Utility MenuSelectSelect Everything”，選擇所有項(xiàng)目。5.9.2.7劃分熱單元網(wǎng)格選擇“Main MenuMeshtool”，設(shè)定global size為ttop*0.9，選擇mapped，點(diǎn)擊mesh all。5.9.2.8創(chuàng)建孤立節(jié)點(diǎn)1、選擇“Utility MenuParameterGet Scalar DataModel DataFor Selected Set”，點(diǎn)擊OK，選擇Current

20、Node Set，Highest node num，輸入NN得到最大節(jié)點(diǎn)編號(hào)。2、選擇“Main MenuPreprocessorCreateNodeOn Active CS”，輸入節(jié)點(diǎn)編號(hào)為NN+1，X坐標(biāo)為5.5*fspc/2，Y坐標(biāo)為hgt+0.2，創(chuàng)建面效應(yīng)單元的附加節(jié)點(diǎn)。5.9.2.9生成表面效應(yīng)單元1、生成材料編號(hào)為2的表面單元：選擇材料編號(hào)為2的線,選擇“Utility MenuSelectEntitiesLineBy attributeMaterial”，輸入2，F(xiàn)rom full，Apply。選擇線上的節(jié)點(diǎn)，選擇“Utility MenuSelectEntitiesNodeA

21、ttached toLine all，F(xiàn)rom Full”，點(diǎn)擊Apply；選擇，By Num/Pick，Also Select，點(diǎn)擊OK。定義單元屬性，選擇“Main Menu：PreprocessorCreateElementElem Attribute”，選擇單元類型為2，材料編號(hào)為2。生成表面單元，選擇“Utility MenuMain MenuPreprocessorCreateElementSurf EffectExtra Node”，選擇除附加節(jié)點(diǎn)外的所有節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)擊OK，輸入NN+1，點(diǎn)擊OK。2、生成材料編號(hào)為3的表面單元：選擇材料編號(hào)為3的線,選擇“Utility MenuS

22、electEntitiesLineBy attributeMaterial”，輸入2，F(xiàn)rom full，Apply。選擇線上的節(jié)點(diǎn)，選擇“Utility MenuSelectEntitiesNodeAttached toLine all，F(xiàn)rom Full”，點(diǎn)擊Apply；選擇，By Num/Pick，Also Select，點(diǎn)擊OK。定義單元屬性，選擇“Main Menu：PreprocessorCreateElementElem Attribute”，選擇單元類型為2，材料編號(hào)為3。生成表面單元，選擇“Utility MenuMain MenuPreprocessorCreateEle

23、mentSurf EffectExtra Node”，選擇除附加節(jié)點(diǎn)外的所有節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)擊OK，輸入NN+1，點(diǎn)擊OK。3、生成材料編號(hào)為4的表面單元：選擇材料編號(hào)為4的線,選擇“Utility MenuSelectEntitiesLineBy attributeMaterial”，輸入4，F(xiàn)rom full，Apply。選擇線上的節(jié)點(diǎn)，選擇“Utility MenuSelectEntitiesNodeAttached toLine all，F(xiàn)rom Full”，點(diǎn)擊Apply；選擇，By Num/Pick，Also Select，點(diǎn)擊OK。定義單元屬性，選擇“Main Menu：Preproce

24、ssorCreateElementElem Attribute”，選擇單元類型為2，材料編號(hào)為4。生成表面單元，選擇“Utility MenuMain MenuPreprocessorCreateElementSurf EffectExtra Node”，選擇除附加節(jié)點(diǎn)外的所有節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)擊OK，輸入NN+1，點(diǎn)擊OK。4、生成材料編號(hào)為5的表面單元：選擇材料編號(hào)為5的線,選擇“Utility MenuSelectEntitiesLineBy attributeMaterial”，輸入5，F(xiàn)rom full，Apply。選擇線上的節(jié)點(diǎn)，選擇“Utility MenuSelectEntitiesNo

25、deAttached toLine all，F(xiàn)rom Full”，點(diǎn)擊Apply；選擇，By Num/Pick，Also Select，點(diǎn)擊OK。定義單元屬性，選擇“Main Menu：PreprocessorCreateElementElem Attribute”，選擇單元類型為2，材料編號(hào)為5。生成表面單元，選擇“Utility MenuMain MenuPreprocessorCreateElementSurf EffectExtra Node”，選擇除附加節(jié)點(diǎn)外的所有節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)擊OK，輸入NN+1，點(diǎn)擊OK。5.9.2.10施加熱流密度載荷1、選擇“Utility MenuSelectE

26、ntitiesNodeBy Location，y coordinate”，輸入0， From Full，點(diǎn)擊OK，。2、選擇“Main MenuSolutionApplyHeat fluxOn nodes”，點(diǎn)擊pick all，輸入17。5.9.2.11在表面單元施加對(duì)流載荷1、選擇材料編號(hào)為2的單元：選擇“Utility MenuSelectEntitiesElementBy AttributeMaterial”，輸入2， From Full， OK。2、定義對(duì)流系數(shù)：選擇“Main MenuSolutionApplyConvectionOn Elements Uniform”，輸入hve

27、rt1。3、選擇材料編號(hào)為3的單元：選擇“Utility MenuSelectEntitiesElementBy AttributeMaterial”，輸入3， From Full， OK。4、定義對(duì)流系數(shù)：選擇“Main MenuSolutionApplyConvectionOn Elements Uniform”，輸入hvert2。5、選擇材料編號(hào)為4的單元：選擇“Utility MenuSelectEntitiesElementBy AttributeMaterial”，輸入4， From Full， OK。6、定義對(duì)流系數(shù)：選擇“Main MenuSolutionApplyConvec

28、tionOn Elements Uniform”，輸入hhorz1。7、選擇材料編號(hào)為5的單元：選擇“Utility MenuSelectEntitiesElementBy AttributeMaterial”，輸入5， From Full， OK。8、定義對(duì)流系數(shù)：選擇“Main MenuSolutionApplyConvectionOn Elements Uniform”，輸入hhorz2。9、選擇“Utility MenuSelectSelect Everything”。10、定義附加節(jié)點(diǎn)的溫度（bulk temperature）：選擇“Utility MenuSelectSelect

29、Everything”。.9.2.12求解選擇“Main MenuSolutionCurrent LS”。5.9.2.13列出冷卻柵與空氣間的熱流選擇“Main MenuGeneral PostList ResultReaction Solu”。5.9.2.14顯示冷卻柵的溫度分布1、選擇“Utility MenuSelectEntitiesNodeBy Num/Pick，Unselect”，輸入NN+1，點(diǎn)取工具條POWRGRPH，選擇OFF。2、選擇“Main MenuGeneral PostPlot ResultNodal ResultTemperature”。5.9.2.15求解冷卻柵

30、表面的平均溫度，與假設(shè)作對(duì)比1、選擇所有的表面單元：選擇“Utility MenuSelectEntitiesElementBy AttributesElement Type”，輸入2，F(xiàn)rom Full。2、定義單元表，得到各單元平均溫度：選擇“Main Menu：General Post Element TableDefine TableAdd”，輸入tavg，選擇By senquence num，nmisc，輸入6。3、求和：選擇“Main Menu：General PostElement Tablesum of each item”。4、附于變量TAVG：選擇“UtilityMenuP

31、arameterGet Scalar DataResult data Elem Table Sum”，輸入變量名TAVG。5、得到單元總數(shù)：選擇“Utility Menu：ParameterGet Scalar DataModeldataFor Selected setCurrent Element setNumber of Elems”，輸入NE。6、輸入tavg=tavg/ne。7、顯示冷卻柵表面平均溫度：輸入*Stat， tavg。5.9.3等效的命令流方法/filename,heatsink1/title,Heatsink convection using SURF151 ignori

32、ng radiationbase=.15hgt=1.0ttop=0.05tbot=0.15fspc=0.4dt=301.5-90!假設(shè)表面與空氣的溫差dt=dt*5/9!轉(zhuǎn)換為攝氏度len=(hgt-base)/39.37hvert1=(1.42*(dt/len)*0.25)*0.1761/144 !豎直邊的對(duì)流系數(shù)（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式）len=base/39.37hvert2=(1.42*(dt/len)*0.25)*0.1761/144len=(fspc-tbot)/39.37hhorz1=(1.32*(dt/len)*0.25)*0.1761/144 !水平邊的對(duì)流系數(shù)（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式）len=

33、ttop/39.37hhorz2=(1.32*(dt/len)*0.25)*0.1761/144/prep7et,1,plane55mp,kxx,1,8.5mp,kxx,2,8.5mp,kxx,3,8.5mp,kxx,4,8.5mp,kxx,5,8.5et,2,SURF151!定義帶孤立節(jié)點(diǎn)的表面單元keyopt,2,4,1keyopt,2,5,1keyopt,2,8,2k,1k,2,basek,3,hgtk,4,tbot/2k,5,tbot/2,basek,6,ttop/2,hgtk,7,fspc/2k,8,fspc/2,basea,1,4,5,2a,2,5,6,3a,4,7,8,5/pnu

34、m,area,1aplotlocal,11,0,fspc/2!創(chuàng)建局部直角坐標(biāo)arsym,x,all!映射所有的面nummrg,kp!重合所有關(guān)鍵點(diǎn)agen,5,1,6,1,fspc!將這6個(gè)面拷貝4次nummrg,kplocal,11,0,5*fspcarsym,x,28,30!完成整個(gè)幾何模型nummrg,kpaplot/pnum,area,0csys,0!使用全局直角坐標(biāo)lsel,s,ext!選擇所有外邊界線lsel,r,loc,y,base+.1,hgt-.1lsel,u,loc,x,0!選擇集中除去底邊latt,2,2,2!賦予材料2,實(shí)常數(shù)2,單元類型2lsel,s,loc,x,5

35、.5*fspc!選擇最右邊的線latt,3,3,2!賦予材料3,實(shí)常數(shù)2,單元類型2allsellsel,s,ext!選擇所有外邊界線lsel,r,loc,y,base!選擇冷卻柵根部所有的線latt,4,4,2!賦予材料4,實(shí)常數(shù)2,單元類型2lsel,s,loc,y,hgt!選擇冷卻柵頂部所有的線latt,5,5,2!賦予材料5,實(shí)常數(shù)2,單元類型2lsel,s,mat,2,5!選擇材料編號(hào)為2到5的線/pnum,mat,1lplotallseleshape,2!單元形狀為四邊型esize,ttop*0.9!設(shè)定單元大小amesh,all!用PLANE55劃分網(wǎng)格*get,nn,node,

36、num,max!得到節(jié)點(diǎn)的最大編號(hào)nnn,nn+1,5.5*fspc/2,hgt+0.2!創(chuàng)建孤立節(jié)點(diǎn)lsel,s,mat,2!選擇材料為2的線nsll,s,1!選擇線上的節(jié)點(diǎn)type,2!單元單元單元類型為2mat,2!材料編號(hào)為2eSURF,nn+1!生產(chǎn)帶孤立節(jié)點(diǎn)的表面單元lsel,s,mat,3nsll,s,1type,2mat,3eSURF,nn+1lsel,s,mat,4nsll,s,1type,2mat,4eSURF,nn+1lsel,s,mat,5nsll,s,1type,2mat,5eSURF,nn+1allseleplot/pnum,mat,0finish/soluanty

37、pe,static!穩(wěn)態(tài)分析nsel,s,loc,y,0!底邊施加熱流密度載荷sf,all,hflux,17.0esel,s,mat,2sfe,all,1,conv,1,hvert1!定義各邊的對(duì)流系數(shù)esel,s,mat,3sfe,all,1,conv,1,hvert2esel,s,mat,4sfe,all,1,conv,1,hhorz1esel,s,mat,5sfe,all,1,conv,1,hhorz2allseld,nn+1,temp,90!定義孤立節(jié)點(diǎn)的溫度（bulk temperature）/pbc,temp,1/psf,hflux,2eplot/psf,conv,2nplot/p

38、bc,default/psf,defautlsolve!求解finishsave/post1prrsolnsel,u,nn+1!不選擇孤立節(jié)點(diǎn)/graphics,fullplnsol,temp!顯示溫度分布esel,s,type,2!計(jì)算表面平均溫度與假設(shè)值對(duì)比etable,tavg,nmisc,6ssum*get,tavg,ssum,0,item,tavg*get,ne,ELEM,0,COUNtavg=tavg/ne*stat,tavgfinish5.10表面效應(yīng)單元的實(shí)例2圓管熱分析5.10.1問題描述求解圓管中流體及管壁的溫度分布?？紤]流體與管內(nèi)壁的對(duì)流，管外壁與周圍環(huán)境對(duì)流。已知條件如

39、下：管內(nèi)水的物理性質(zhì)及入口條件導(dǎo)熱系數(shù)0.6W/(m-)密度1000Kg/m3比熱4183J/(Kg-)入口溫度：20入口流速3m/s管壁物理性質(zhì)及幾何尺寸導(dǎo)熱系數(shù)100W/(m-)管外徑5/16inch壁厚0.083inch長(zhǎng)度12inch管外對(duì)流條件：環(huán)境溫度100對(duì)流系數(shù)10000W/(m2-)管內(nèi)對(duì)流條件：對(duì)流系數(shù)：15000W/(m2-)5.10.2命令流方法! ANSYS 5.5 Heat Transfer Seminar Notes! STEADY-STATE ANALYSIS OF SIMPLE HEAT EXCHANGERPI=ACOS(-1)RI=(5/16)-0.083)*0.0254! 管內(nèi)半徑(m)RO=(5/16)*0.0254! 管外半經(jīng)(m)L=12*0.0254! 管長(zhǎng)度(m)NTHICK=1! 徑向單元個(gè)數(shù)SIZE=(RO-RI)/NTHICK! 徑向單元長(zhǎng)度NLENGTH=NINT(L/SIZE)! 長(zhǎng)度方向單元個(gè)數(shù)!材