1.ANSYS热分析的目的

热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，我们一般关心的参数有：

  • 　　温度的分布
  • 　　热量的增加或损失
  • 　　热梯度
  • 　　热流密度
　　热分析在许多工程应用中扮演着重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等等。通常在完成热分析后将进行结构应力分析，计算由于热膨胀或收缩而引起的热应力。

     2.ANSYS可以处理所有的三种主要热传递方式：

  • 热传导:热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换
  • 热对流：热对流是指固体的表面与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量的交换。热对流可以分为两类：自然对流和强制对流。热对流在ANSYS中作为一种面载荷，施加于实体或壳单元的表面。首先需要输入对流换热系数和环境流体温度，ANSYS将计算出通过表面的热流量。如果对流换热系数依赖于温度，可以定义温度表，以及在每一个温度点处的对流换热系数。
  • 热辐射:热辐射指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。物体温度越高，单位时间辐射的热量越多。热传导和热对流都需要有传热介质，而热辐射无须任何介质。实质上，在真空中的热辐射效率最高。

除了前面提到的三种热传递方式外，ANSYS热分析还可以解决一些诸如：相变(熔融与凝固)、内部热生成(如焦耳热)等的特殊问题。例如，可使用热质点单元MASS71模拟随温度变化的内部热生成。

   3.ANSYS支持两种类型的热分析：

 

 

  • 稳态热分析确定在稳态的条件下的温度分布及其他热特性，稳态条件指热量随时间的变化可以忽略。

  • 瞬态热分析则计算在随时间变化的条件下，温度的分布和热特性。

   符号与单位

项目

国际单位

英制单位

ANSYS代号

长度

m

ft

 

时间

s

s

 

质量

Kg

lbm

 

温度

℃

oF

TEMP

力

N

lbf

 

能量（热量）

J

BTU

 

功率（热流率）

W

BTU/sec

HEAT

热流密度

W/m2

BTU/sec-ft2

HFLUX

生热速率

W/m3

BTU/sec-ft3

HGEN

导热系数

W/m-℃

BTU/sec-ft-oF

KXX

对流系数

W/m2-℃

BTU/sec-ft2-oF

HF

密度

Kg/m3

lbm/ft3

DENS

比热

J/Kg-℃

BTU/lbm-oF

C

焓

J/m3

BTU/ft3

ENTH

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