ANSYS WORKBENCH 稳态热传导分析案例

本案例主要介绍ANSYS Workbench18.0的稳态热分析模块，计算实体模型的稳态温度分布及热流密度。

学习目标：

熟练掌握ANSYS Workbench18.0的建模方法及稳态热学分析的方法及过程。

题设案例：

圆柱形实体模型，实体一端面温度为500℃，另一端面温度是22℃，请用ANSYS Workbench分析计算内部的温度场云图。

  1、启动Workbench18.0并建立分析项目

  选择主界面“Toolbox（工具箱）”中的“Component Systems”—“Geometry（几何）”命令，即可在“Project Schematic（项目管理区）”创建分析项目；

2、导入几何模型

右击Geometry，在弹出的快捷菜单中选择“Import Geometry”—“Browse”命令，选择需要打开的模型源文件，打开即可；

3、创建分析项目

  选择“Toolbox（工具箱）”—“Analysis Systems”命令中的“Steady-State Thermal（稳态热分析）”，并直接拖拽到项目栏的“Geometry”项中，实现项目数据共享。

4、添加材料库

（1）双击项目B中B2栏的“Engineering Data”，进入材料参数设置界面；

5、添加模型材料

（1）双击B4栏的“Model”项，进入下图所示的Mechanical界面。

（2）点击Geometry下的solid，在下方的“Details of Solid”中给模型的各部分添加材料，单击参数列表Material下的Assignment，选择New Material，其余默认即可，模型定义材料成功；

6、网格划分

（1）点击Mesh，选择模型body，右键Insert设置网格划方式为Sweep Method；

（2）选择模型body，右键Insert设置网格尺寸为20mm；

（3）选择模型端环面，右键Insert设置网格层数为3层（也可以更多层）；

（4）右键点击Generate Mesh生成网格；

7、施加载荷及约束

（1）添加温度边界条件1，选择模型一端面，并设置温度为500℃，其他默认设置;

（2）添加温度边界条件2，选择模型另一端面，并设置温度为22℃，其他默认设置;

8、结果后处理

（1）右键点击solution，点击solve求解；

（2）求解完成后，右键点击solution，点击Insert—Thermal—Temperature；

（3）右键点击solution，点击Evaluate All Results；操作及生成的结果如下图所示；

（4）求解完成后，右键点击solution，点击Insert—Thermal—Total Heat Flux；

（5）右键点击solution，点击Evaluate All Results；操作及生成的热流量云图如下图所示；

（6）单击图示剖面线选项，在下图视图下自左向右画一条水平剖面线，操作及圆柱体内部温度场的分布情况如下图所示；

9、保存并退出

返回Workbench18.0主界面，保存并退出；