ANSYS_Workbench_热分析教程.pdf

传热学上机实验指导书 ANSYS Workbench 热分析基础教程 编制：杨润泽 汽车工程系热能教研室 2012 年 7 月 1. 大平板一维稳态导热问题 1.1. 问题描述 长500mm，宽300mm，厚度30mm 的大钢板，钢板上下表面的温度分别为200 ℃ 和60℃，钢的导热率为30W/(m·K)，试分析钢板温度分布和热流密度。 图 1-1 大平板一维稳态导热模型 1.2. 问题分析 该问题为稳态导热问题，分析思路如下： 1. 选择稳态热分析系统。 2. 确定材料参数：稳态导热问题，仅输入平板导热率。 3. 【DesignModeler 】建立钢板的几何模型。 4. 进入【Mechanical 】分析程序。 5. 网格划分：采用系统默认网格。 6. 施加边界条件：钢板上下表面施加温度载荷，四周对称面无热量交换，为绝热边界， 系统默认无需输入。 7. 设置需要的结果：温度分布和热流密度。 8. 求解及结果显示。 1.3. 数值模拟过程 1、选择稳态热分析系统 1) 工程图解中调入稳态热分析系统Steady-State Thermal （ANSYS ） 2) 工程命名Conduction Thermal Analysis 3) 保存工程名为Conduction Heat Transfer 2 、确定材料参数 1) 编辑工程数据模型，添加材料的导热率，右击鼠标选择【Engineering Data 】【Edit 】 2) 选择钢材料属性【Properties of Outline Row 3: Structure Steel】【Isotropic Thermal Conductivity】 3) 出现【Table of Properties Row 2: Thermal Conductivity 】材料属性表，双击鼠标， 点击每个区域输入材料属性参数：温度20 ℃，导热率30W/(m·℃) 。 4) 参数输完后，工程数据表显示导热率-温度图表。 3、D 建立模型 1) 选择【Geometry】【New Geometry 】，出现【DesignModeler 】程序窗口，选择尺 寸单位【Millimeter 】。 2) 【DesignModeler 】中在平面XYPlane 创建平板截面草图。（图1-2） 图1-1-2 创建平板截面草绘 3) 用截面草绘生成平板。（图1-3） 图 1-3 生成平板 4 、进入【Mechanical 】分析程序 切换回Workbench 窗口，选择【Setup】【Edit 】，进入【Mechanical 】分析环境。 6、划分网格（图1-4） 1) 选择【Mesh 】【Generate Mesh】； 2) 图形区显示程序自动生成的网格模型。 图 1-4 网格划