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线性稳态热传导分析
在线性稳态热传导分析中,热传导相关系数与温度无关,为常数。对于线性稳态热传导分析有限元经过单元离散、刚度组装后,其方程可简单表示为
(Kc+H)T=f
式中,Kc为热传导矩阵;日为边界对流矩阵;T为待求的节点温度;f为热载荷当热传导系数、热交换系数不随温度变化时,只需求解该线性方程组即可。
在OptiStruct中进行线性稳态分析时,有以下几点。
1)分析类型为 ANALYSIS = HEAT。
2)温度边界条件通过 SPC/SPC1设置,需要注意的是自由度字段应该保持为空。
3)任何需要引用材料的单元都可以用来进行热传导分析,如 CROD、CONROD、CBARCBEAM、COUAD4、CTRIA3、COUAD8、CTRIA6、CHEXA、CHEXA20、CPENTA、CPENTA15CPYRA、CPYRA13、CTETRA、CTET10 等。对于 CELAS1~CELAS4,K值即为热传导系数。
4)体热源通过 OVOL 卡片施加。
5)热流密度通过OBDY1及CHBDYE卡片施加。1D单元可沿长度方向或在两端设置热流密度边界:2D单元可在其表面及边界上设置热流密度:3D单元可在表面设置热流密度。
6)自然对流通过 CONV 及 CHBDYE 卡片施加。线性稳态热传导分析示例如下:
SUBCASE 1
ANALYSIS =HEAT
$$温度边界条件
SPC=1
$$ 热加载,可使用 SPCD、QBDY1、QVOL
LOAD=2
热传导分析的结果为节点温度,该结果为默认输出项,不需要做任何设置。还可以通过设置FLUX 卡片输出热流密度,通过设置 SPCFORCE 输出温度边界上的热量交换。
本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》,版权归原作者所有,如有侵犯您的权益,请及时联系我们,我们将立即删除。
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