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文檔簡介

1、第七講熱 分 析 ANSYS的熱分析包括：穩態傳熱和瞬態傳熱。在穩態傳熱中，系統的溫度場不隨時間變化；而在瞬態傳熱中，系統的溫度場隨時間明顯變化。ANSYS熱耦合分析包括：熱一結構耦合、熱一流體耦合、熱一電耦合、熱一磁耦合和熱一電一磁一結構耦合等。ANSYS熱分析的邊界條件或初始條件可分為7種：溫度、熱流率、熱流密度、對流、輻射、絕熱和生熱。一、概述熱分析遵循能量守恒定律:對于一個封閉的系統（沒有質量的流入或流出 式中:Q 熱量;W 作功; 系統內能; 系統動能； 系統勢能；對于大多數工程傳熱問題：通?？紤]沒有做功： , 則： ；對于穩態熱分析： ，即流入系統的熱量等于流出的熱量；對于瞬態熱分

2、析： ，即流入或流出的熱傳遞速率q等于系統內能的變化。能量守恒定律(1) 熱傳導可以定義為完全接觸的兩個物體之間或一個物體的不同部分之間由于溫度梯度而引起的內能的交換。 熱傳導遵循付里葉定律： ，式中 為熱流密度（W/m2）， 為導熱系數（W/m-），“-”表示熱量流向溫度降低的方向。 (2)熱對流是指固體的表面與它周圍接觸的流體之間，由于溫差的存在引起的熱量的交換。熱對流可以分為兩類：自然對流和強制對流。熱對流用牛頓冷卻方程來描述： ，式中h為對流換熱系數（或稱膜傳熱系數、給熱系數、膜系數等）， 為固體表面的溫度， 為周圍流體的溫度。 熱傳遞的方式(3)熱輻射指物體發射電磁能，并被其它物體吸

3、收轉變為熱的熱量交換過程。 在工程中通常考慮兩個或兩個以上物體之間的輻射，系統中每個物體同時輻射并吸收熱量。它們之間的凈熱量傳遞可以用斯蒂芬波爾茲曼方程來計算： ，由上式可以看出，包含熱輻射的熱分析是高度非線性的。 熱傳遞的方式穩態熱分析的能量平衡方程為 根據能量守恒原理，瞬態熱平衡可以表達為非線性熱分析的熱平衡矩陣方程為矩陣形式ANSYS熱分析的邊界條件或初始條件可分為七種：溫度、熱流率、熱流密度、對流、輻射、絕熱、生熱。邊界條件1）建模 2）施加載荷計算 A.定義分析類型 B.施加載荷 C.確定載荷步選項 D.確定分析選項 E.求解 3)、后處理 二、穩態傳熱分析瞬態熱分析用于計算一個系統的隨時間變化的溫度場及其它熱參數。在工程上一般用瞬態熱分析計算溫度場，并將之作為熱載荷進行應力分析。 三、瞬態傳熱分析1) 建模 2) 加載求解 （1）定義分析類型（2）獲得

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