ABAQUS热传导边界及载荷介绍 |
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热传递的分析目标是研究热量的传递过程。热传递分析以热变量或与热相关的变量的形式来计算热响应,如温度分布和温度梯度以及热通量。
热传递分析包括两种类型,第一种,非耦合的热响应,即纯热传递分析;第二种耦合的响应(热-应力分析),分为顺序耦合和完全耦合。ABAQUS作为先进的非线性有限元分析软件,可以用来分析大规模的复杂多组件模型的传热问题。纯热传递分析在Abaqus/Standard中完成,耦合响应在Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit中完成。在ABAQUS/Standard中,热传导分析的执行是通过将几何体离散成扩散热传导单元,并且使用*HEAT TRANSFER过程选项完成热传导计算。 ABAQUS进行热传导分析时,提供以下几种边界条件和热载荷: 1、在某些节点上预设温度,使用*BOUNDARY,自由度为11的值进行预设温度定义; 对于预设温度的定义,可以进行温度值固定以及随幅值曲线变化的温度,其定义方法与一般边界条件的定义方法类似,CAE界面的定义方法如下图。 2、在某些节点或者表面或体积内设置生热率q,使用*CFLUX,*DFLUX,*DSFLUX进行定义; 生热率的定义可以定义固定值或随幅值曲线变化的值。分布热流量通过*DFLUX和*DSFLUX施加,*DFLUX可以施加在面或体上,*DSFLUX只能施加在面上。 CAE界面的定义方法如下图:
3、在某些节点或表面上的定义薄膜条件,使用*CFILM,*FILM,*SFILM; 热传导中,自由表面与紧邻流体之间的对流是最常见的薄膜条件。*CFILM施加在节点上。*FILM二维情况下施加在单边上,三维情况下施加在单元面上。*SFILM施加在面上。 4、在某些节点或表面设定敷设条件,使用*CRADIATE,*RADIATE,*SRADIATE; *CRADIATE施加在节点上,*RADIATE施加在单元上,*SRADIATE施加在面上。定义辐射边界条件需要定义Stefan-Boltzmann常数和绝对零度。另外辐射通常需要定义辐射率emissivity,该参数是衡量一个表面有多接近理想黑体的指标。
5、自然边界条件 在任何温度下没有给定热流并且没有外部热流的表面,默认条件是通过q=0,及没有通过表面的热流:理想绝热条件。 |
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