ANSYS有限元分析软件在热模拟与性能优化中的应用探讨.docx

ANSYS有限元分析软件在热模拟与性能优化中的应用探讨

目录

一、内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.1热模拟分析的发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.2性能优化工程的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2ANSYS软件概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.1ANSYS软件的体系结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.2.2ANSYS软件的功能模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.3研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.3.1主要研究目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.3.2研究的技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

二、热传导理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.1热量传递方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.1.1热传导现象描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.1.2热对流过程分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.1.3热辐射效应研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.2热传导数学模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.2.1傅里叶定律及其应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.2.2热平衡方程建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.3热边界条件与初始条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.3.1热流密度边界．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

2.3.2温度边界条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

2.3.3初始温度分布．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

三、ANSYS热模拟分析技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.1热分析模块介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.1.1热传递分析类型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.1.2热结构耦合分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.2模型建立与网格划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.2.1几何模型构建方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.2.2网格划分策略与技巧．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.3材料属性定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.3.1热物性参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.3.2热膨胀系数应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

3.4热载荷与边界条件施加．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

3.4.1热源项定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

3.4.2热流密度边界设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

3.4.3温度边界条件应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

3.5求解与后处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．