CH6热边界条件课件.ppt
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- 关 键 词:
- CH6 边界条件 课件
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1、复杂的,时间和复杂的,时间和/或空或空间变化的边界条件间变化的边界条件 表表格格化化热热边边界界 以前,施加在几何模型和以前,施加在几何模型和/或有限元模型上的载荷都是常数或随温度或有限元模型上的载荷都是常数或随温度变化的数值。当要施加复杂的随时间和空间变化的载荷时,表格化变化的数值。当要施加复杂的随时间和空间变化的载荷时,表格化的热边界条件就更加方便。的热边界条件就更加方便。定义定义-表格化边界条件就是通过表格施加的边界条件,其数值经过表格化边界条件就是通过表格施加的边界条件,其数值经过计算并在求解过程中施加。计算并在求解过程中施加。表表格格化化边边界界条条基本变量基本变量时间时间全局笛卡尔
2、坐标系中坐标全局笛卡尔坐标系中坐标温度温度速度速度,用于用于Fluid116单元,单元,1-D 热流热流 单元单元相应相应 ANSYS 标记标记TIMEX,Y,ZTEMPVELOCITY表格由下列基本变量组成表格由下列基本变量组成:其其它它表表独立变量独立变量 直接或间接随基本变量变化并形成表格的变量直接或间接随基本变量变化并形成表格的变量,如,如,hf=f(time)换热系数换热系数(独立变量独立变量)是基本变量时间的函数是基本变量时间的函数hf=f(x,rpm)rpm=g(time)hf 和和 rpm 是独立变量是独立变量 其其它它表表多元表格多元表格 表格有多于一个的变量,如表格有多于一
3、个的变量,如 hf=f(x,y,time)循环表格循环表格 表格要引用其它带有独立变量的表格,如表格要引用其它带有独立变量的表格,如 hf=f(x,y,rpm)rpm=g(time)表表格格输输表格化边界条件可以使用于所有表格化边界条件可以使用于所有实体模型实体模型 和和/或或 有限元模型有限元模型 热边界热边界条件条件:使用使用D,DK,DL,DA命令施加的温度命令施加的温度 使用使用F,FK命令施加的热流命令施加的热流 使用使用SF,SFE,SFL,SFA命令施加的对流命令施加的对流 使用使用SF,SFE,SFL,SFA命令施加的热流量命令施加的热流量 使用使用BF,BFE,BFL,BFA
4、,BFV命令施加的内部热生成命令施加的内部热生成使用使用 HELP 命令查看上述命令相应命令查看上述命令相应的菜单项。的菜单项。表表格格化化边边界界条条如果表格化边界条件不是时间的函数,他们可以很好的随时间阶跃施如果表格化边界条件不是时间的函数,他们可以很好的随时间阶跃施加,而不受加,而不受KBC命令的约束命令的约束(见第见第 4 章章)。基基本本变变量量-热边界条件热边界条件施加温度施加温度热流热流换热系数换热系数介质温度介质温度热流量热流量内部热生成内部热生成均匀热生成均匀热生成基本变量基本变量TIME,X,Y,ZTIME,X,Y,Z,TEMPTIME,X,Y,Z,TEMP,VELOCIT
5、YTIME,X,Y,ZTIME,X,Y,Z,TEMPTIME,X,Y,Z,TEMPTIME单单元元-特特Fluid116 1-D 热流单元热流单元 载荷载荷 热流是基本变量热流是基本变量TIME的函数的函数 压力是基本变量压力是基本变量 TIME,X,Y,Z的函数的函数SURF151,152 平面效果单元平面效果单元 实常数实常数 旋转速度和滑动因子旋转速度和滑动因子(主要用于汽轮机应用如转子主要用于汽轮机应用如转子)是基本变量是基本变量 TIME,X,Y,Z的函数的函数表格可以使用下面的方法定义表格可以使用下面的方法定义:ANSYS 命令命令(*DIM)在在 GUI,使用使用 Utility
6、 MenuParametersArray ParametersDefine/Edit 在在 GUI,在施加边界条件时,软件允许使用现有的表格或定义新的表格在施加边界条件时,软件允许使用现有的表格或定义新的表格。用外部编辑器如用外部编辑器如EXCEL生成的文生成的文件。数据必须是件。数据必须是tab-delimited 格格式才能用式才能用ANSYS的的*TREAD命令命令读入。读入。ANSYS AANSYS 有两种数组参数有两种数组参数:数组数组 类型定义类型定义离散离散的函数的函数 表格表格 类型使用线性插值方法定义类型使用线性插值方法定义连续连续的函数。的函数。数组可以是一、二、三维的。数
7、组可以是一、二、三维的。两维数组有两维数组有 m 行行 n 列列;行用行号行用行号 I标志标志,从从1到到m列用列号列用列号J标志,从标志,从1到到n。组成数组的数称为数组元素。每个数组元素用下标组成数组的数称为数组元素。每个数组元素用下标(I,J)标志,标志,I是行是行号,号,J是列号。是列号。ANSYS A对于对于 ARRAY 类型,所有数都按照下标存储和引用。所有下标为整类型,所有数都按照下标存储和引用。所有下标为整数。一个典型的数。一个典型的 5x3 数组如下。数组如下。jiiiLNMMMOQPPP12323 4 5 column index numbers 1,1 1,2 1,3 1
8、,4 1,5 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 3,1 3,2 3,3 3,4 3,51 row index numbersANSYS A例如,在例如,在ANSYS命令中使用数组元素命令中使用数组元素NSTR(2,4)会将数字会将数字19.1 代入代入,如果数组定义如下,如果数组定义如下:NSTR=-41.4 6.04 31.610.8 320.7 3.85 19.1-4.5 -35.2 1.64 87.2125.LNMMMOQPPPANSYS ATABLE 同样由一系列排列为矩阵的数组成,但同样由一系列排列为矩阵的数组成,但TABLE 允许使用数允许使用数组元素的中间值,这是通过插值方
9、法实现的。组元素的中间值,这是通过插值方法实现的。而且而且,J=0 列列,通常包括行号数字通常包括行号数字(I=1 到到m),必须变化为单向增加的必须变化为单向增加的数字系列数字系列(不一定是整数不一定是整数)。同样同样,I=0 行行,通常包括列号数字通常包括列号数字(J=1 到到n),必须变化为单向增加的数必须变化为单向增加的数字系列字系列(不一定是整数不一定是整数)。缺省情况下,所有标志数字从接近缺省情况下,所有标志数字从接近0的数的数字开始。字开始。1-D 例如例如,1-D 表格表格 A 可以解释如下可以解释如下:A(1.5)表示表示 20.0(12.0和和28.0的中间数值的中间数值)
10、A(2.5)表示表示 87.2(28.0 和和146.4的中间数值的中间数值)1.0 1.0=.3.0A201202801464LNMMMOQPPP2-D 2-D 表格表格 PQ 可以解释如下可以解释如下:PQ(1,1.5)表示表示 3.5(2.8 和和4.2的中间数值的中间数值)PQ(3.5,1.3)表示表示 14.88(42.0 和和-4.5平均平均,9.7 和和2.0平均平均,然后然后 乘上乘上 30%加到加到 42.0和和-4.5的平均值上的平均值上)。1.0 2.0 1.0PQ=2.02.8 4.2-9.6 -12.342.0 9.7-4.5 2.0 3.0 4.0LNMMMMOQP
11、PPP载载荷荷数数组组尽管参数名可以达到尽管参数名可以达到8个字符长,个字符长,表格参数由于应用于命令的域中,只表格参数由于应用于命令的域中,只能限制在能限制在7个字符以下。个字符以下。在载荷中使用表格允许用户在表格元素之间自动进行线性,双线性在载荷中使用表格允许用户在表格元素之间自动进行线性,双线性和三次插值。考虑下面的载荷和三次插值。考虑下面的载荷(FORCE 可以是节点热流可以是节点热流):表格表格(FORCE)元素为载荷数值,行标号为时间数值,使用下面的元素为载荷数值,行标号为时间数值,使用下面的ANSYS命令定命令定义义:*DIM,FORCE,TABLE,5,1,1,TIMEFORC
12、E(1,1)=0,560,560,238.5,0FORCE(1,0)=1.E-6,0.8,7.2,8.5,9.3FORCE(0,1)=1.0 (不必须不必须)见右图所示。见右图所示。1.0 1.E-6 0.8FORCE=7.2 0.0560.0560.0238.5 0.0 8.5 9.3LNMMMMMMOQPPPPPP使用使用 GUI,in the Utility MenuParametersArray ParametersDefine/EditAdd 12在在EXCEL中定义表格元素,包括中定义表格元素,包括“0”号行号行,“0”号列号列。用户可以用户可以使用空行将数据平面分割开,数据会可读
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