www.proCae.ru - это последняя модификация нескольких сайтов CAD, CAE и CAM тематики. На страницах ресурса Вы найдете хорошие статьи, посвященные таким СAD, как SolidWorks, Компас AutoCAD, расчетам в таких CAE, как Ansys, Ansys CFX, Fluent, Star-CD, QForm и многое другое.
Запуск проводится как и в предыдущих примерах.
М_М: Preferences>Thermal (решение тепловых задач), ОК.
M_M: Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete.
В поле Element type reference number ввести 1.
В левом окне выбрать Thermal Solid.
В правом окне выбрать Quad 4node 55 (двумерный КЭ), ОК. Close.
M_M: Preprocessor>Material Props>Material Models.
В открывшемся окне Material Models Available выбрать Thermal>Conductivity>Isotropic. В поле КХХ (коэффициент теплопроводности) ввести: 45.4 (45.4 Вт/(м*К)), ОК.
Далее выбрать Thermal>Density и в поле DENS (плотность) ввести: 7800 (7800 кг/м3 для стали), ОК.
Затем выбрать Thermal>Specific Heat и в поле С (удельная теплоёмкость) ввести: 460 (460 Дж/(кг*К)), ОК.
М_М: Preprocessor>Material Props>Material Models>Convection on film coef.
В открывшемся окне в поля Т1-Т6 ввести температуры: Т1 = 0, Т2 = 25, ТЗ = 50, Т4 = 75, Т5 = 100, Т6 = 125.
В поле HF (изменение коэффициента теплопроводности) ввести коэффициенты: 4.6, 6.0, 7.6, 9.6, 11.8, 14.3, ОК.
М_М: Preprocessor> Material Props>Material Models>Convection on film coef>Graph.
Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры
На рисунке 2 представлен эскиз гильзы цилиндров, который необходимо построить.
Рисунок 2 - Эскиз гильзы цилиндров
M_M: Preprocessor>ModeIing>Create>Keypoints>In Active CS.
В поле NPT (номер точки) ввести 1, в поля Х, Y ввести координаты точки 1: X1 = 0.012, Y2 = 0. Третье поле оставить пустым (координаты Z нет, т.к. задача является плоской). Нажать Apply.
Ввести для остальных точек Х2 = 0.012, Y2 = 0.2, Х3 = -0.008, Y3 = 0.2, Х4 = -0.008, Y4 = 0.19, Х5 = 0, Y5 = 0.19, Х6 = 0, Y6 = 0.17, Х7 = 0, Y7 = 0.07. ОК.
Создать точку 0 с координатами Х0 = 0, Y0 = 0,
М_М: Preprocessor>ModeIing>Create>Keypoints>In Active CS.
В поле NPT ввести 0, в поля X, Y ввести: 0, 0. ОК
М М: Preprocessor>ModeIing>Create>Lines>Lines>Stright Lines.
Отметить левой кнопкой мыши точку 0, затем точку 1. Таким же образом последовательно соединить все точки для образования контура гильзы (рисунок 3) (направление обхода точек - против хода стрелки часов), ОК.
Рисунок 3 - Линии контура гильзы
M_M: Preprocessor>ModeIing>Create>Areas>Arbitrary>By Lines.
Отметить построенные линии (выбранные линии подсвечиваются), ОК.
Рисунок 4 - Созданная поверхность
Для отображения модели в линиях выбрать: U_M: PIot>Lines.
Для отображения имен линий выбрать: U_M: PIotCtrls>Numbering.
Поставить флажок Line в положение On, ОК.
Для задания количества КЭ на линиях выбрать: M_M: Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize>Lines>Picked Lines.
Выбрать нижнюю горизонтальную и крайнюю левую вертикальную линии гильзы (L1, L4), Apply.
В поле NDIV ввести: 4 (четыре КЭ вдоль линии).
В поле SPACE ввести: 1 (для равномерного распределения КЭ вдоль линии), Apply.
Выбрать горизонтальную верхнюю линию (L3), верхнюю вертикальную линию наружной поверхности гильзы (L6), нижнюю вертикальную линию наружной поверхности гильзы (L8), Apply.
В поле NDIV ввести: 5.
В поле SPACE ввести: 1, Apply.
Выбрать линию на внутренней поверхности гильзы (L2).
В поле NDIV ввести: 20.
В поле SPACE ввести: 1 (для равномерного распределения КЭ вдоль линии), Apply.
Выбрать линию нижней поверхности бурта гильзы (L5), Apply.
В поле NDIV ввести: 3.
В поле SPACE ввести: 1, Apply.
Выбрать линию поверхности конвективного теплообмена (L7), Apply,
В поле NDIV ввести: 12.
В поле SPACE ввести: 1, ОК.
Показать на экране номера ключевых точек: U_M: PIotCtrls>Numbering.
Поставить флажок КР в положение On, ОК.
Для разбиения поверхности гильзы на КЭ выбрать:
М_М: Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Mapped>Ву Corners (выбор поверхности по её углам).
Указать поверхность гильзы, Apply.
Отметить четыре точки, образующие разбиваемую поверхность (0, 1, 3, 4), ОК.
Рисунок 5 - КЭ модель гильзы цилиндра
Переменную температуру к линии внутренней поверхности гильзы можно приложить с помощью табличного способа задания нагрузок.
M_M: Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Temperature>Оn Lines.
Выбрать линию внутренней поверхности гильзы (L2), ОК.
В открывшемся окне в списке [DL] Apply TEMP on lines as а выбрать строку New Table, OK.
В окне Apply TEMP on lines в поле Name of new table ввести имя таблицы: ТАВТЕМР, ОК.
В окне Add New Table Load в поля I, J ввести размерность таблицы: 6 (для I), 1 (для J) -таблица будет состоять из одного столбца переменной величины (температуры) и шести строк значений.
В поле Name I ввести: Y (зарезервированная переменная для установления зависимостей переменных величин от координаты Y). В остальных полях значения не менять, ОК.
В окне Table Array: TABTEMP=f(Y) (см. рисунок 6) необходимо ввести таблицу значений. В первый столбец (содержащий пустую ячейку и ячейки, заполненные значениями (7.889е-031) ввести значения координат по оси Y. В первую строку, содержащую значение 7.889е-031 ввести: 0, во вторую: 0.04, в третью: 0.08, в четвёртую: 0.12, в пятую: 0.16, в шестую: 0.2. Второй столбец таблицы (содержащий нули) необходимо заполнить значениями температуры - содержимое первой ячейки второго столбца (7.889е-031) не изменять. Во вторую сверху ячейку ввести 90 (90° С), во вторую: 96 (96 ° С), в третью: 102 (102 ° С), в четвёртую: 114 (114° С), в пятую: 135 (135 ° С), в шестую: 180 (180° С).
Ввести изменения и закрыть таблицу: File-Apply/Quit.
Рисунок 6 - Таблица значений
М_М: Solution>Define Loads>Apply>Thermal Convection>On Lines.
Выбрать линию конвективного теплообмена (L7), OK.
В открывшемся окне в списке [SFL] выбрать строку Constant value (использовать не табличный способ задания величины).
В поле VALIFilm coefficient ввести: -1 (знак "минус" говорит о том, что значения коэффициента теплопередачи будут выбираться из линейки свойств материала № 1 - см. п. 5).
В поле VAL2I Bulk temperature ввести пристеночную температуру гильзы (температуру охлаждающей жидкости): 60 (60 ° С), ОК.
Для согласования температур, использующихся при расчёте, выбрать:
M_M: Solution>Analysis Type>Analysis Options.
В открывшемся окне в поле [TOFFST] Temperature difference ввести разницу между абсолютным нулём и используемой шкалой Цельсия: 273.
M_M: Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Temperarure>Uniform Temp.
В открывшемся окне в поле [TUNIF] ввести 100 (100° С) - начальная температура для расчёта на первой итерации, ОК.
М_М: Solution>Analysis Typ>New Analysis.
Выбрать нестационарный тип анализа: Transient, ОК.
M_M: Solution>Load Step Opts>Time/Frequenc>Time-Time Step.
В открывшемся окне в поле [TIME] ввести время окончания шага расчета: 50.
В поле (DELTIM) ввести величину временного шага расчёта: 10.
В поле [КВС] установить переключатель в положение Stepped, ОК.
М_М: SoIution>Load Step Opts>0utput Ctris>DB/Results File.
В поле FREQ для частоты записи результатов в файл выбрать Every substep (записывать результаты каждого шага), ОК.
М_М: Solution>Solve-Current LS.
Закрыть окно /STATUS Command: File>Close.
В окне Solve Current Load Step нажать ОК.
При необходимости нажать кнопку ОК в окне Verify.
После решения задачи закрыть окно Information (с сообщением "Solution is done"), нажав Close.
Анализ результатов (Postprocessing)
М_М: General Postproc>Read Results>Last Set (чтение результатов, рассчитанных на последней итерации).
M_M: General Postproc>Contour Plot>NodalSolu.
Выбрать DOF Solution>Temperature, ОК.
Результаты расчёта полей температур в виде изолиний представлены на рисунке 7.
М_М: General Postproc>Plot Results>Vector Plot>Predefined.
В поле Item Vector item to be plotted в левом списке выбрать Flux & gradient, в правом списке - Thermal flux TF (тепловой поток), ОК.
Результаты расчёта теплового потока в векторной форме представлены на рисунке 8.
Также можно узнать температуру в любой точке гильзы.
| < Предыдущая | Следующая > |
|---|
