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FEA 笔记6.5

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热分析

热分析是通过三种传热机制来研究固体内部的传热,即固体内部的导热和物体与周围环境进行热量交换的表面的热对流和辐射。我们将在下一节详细介绍这些传热机制。广义地说,热分析可以分为线性或非线性,以及稳态或时变(瞬态)。通过线性分析,我们的意思是材料的性质是恒定的,热负荷和边界条件在整个模拟过程中不随温度的变化而变化。此外,辐射也不涉及传热过程。

通过稳态分析,它指的是物体的温度达到稳定且不随时间变化的状态。从理论上讲,一个物体可能要花很长时间才能达到它的稳态,因此稳态热分析就是要解决这个假想的热平衡状态。然而,这是一个重要的基础热研究,因为如果一个系统不能达到理想的稳态热状态,它不太可能实现。在本研究中,我们将只研究线性传热问题,即:稳态传热管道热分析散热器的稳态和瞬态情况下的热分析。

1.1 热传导机理

传导——它是通过粒子的微观碰撞和电子在体内的运动来传递热能。宏观上表现为热能从高温区向低温区流动。这是热传导傅里叶定律的基础,它进一步说明了在特定方向上的传热速率与负温度梯度成正比。数学上,这可以用

1.2 solidworks simulation的热研究

在简要讨论了传热机理之后,我们现在将看到如何在SOLIDWORKS-Simulation中实现这些机制。首先,这里要强调的是,只有导热传热是直接模拟的。对流通常包括在模拟边界条件。这是通过定义表面的传热系数来实现的,这些表面参与了固体和环境之间的热量交换。在这里还需要注意的是,热对流不仅仅是把热从热表面带走。当环境温度高于人体表面温度时,就会发生相反的情况,即热能被注入人体表面,使其升温。对流换热称为罗宾边界条件,它将温度梯度(通过热通量)与其温度联系起来。在工程中,这也被称为阻抗边界条件。

除了对流边界条件,还有两种其他类型的边界条件可以施加在一个表面上。首先,我们可以规定表面的温度。这叫做狄利克雷边界条件。温度梯度的存在会引起固体内部的热流。
在这种情况下,表面的热流将是未知数,为了保持规定的温度条件,必须施加这个量。

另一个边界条件是在表面施加热通量(负荷)。这叫做诺伊曼边界条件。它模拟一个预先定义的热流注入或从一个给定的表面发射。与对流边界条件不同,这个量与固体表面的温度无关。事实上,在分析中,温度变成了一个待解的未知数。现在,重要的是要知道,在SOLIDWORKS-Simulation中,默认的边界条件是零热通量条件(也称为绝热边界条件)。换句话说,如果表面上没有定义任何东西,则假定为绝热条件。现在,如果热负荷施加在一个体积上,而不是一个表面上,它被称为热功率。

最后,在研究中必须确定参考温度。这可以来自规定的温度条件,或对流边界条件(由于规定的环境温度)。如果这没有被定义,温度的解决方案不能被唯一地解决,因为一个恒定的温度移动也可以产生相同的热流条件。另一方面,热负荷也经常用来驱动固体中的热流,但你必须确保模型中定义了热逸出的机制,比如表面的热对流。这在稳态分析中尤为重要,因为在平衡状态下,进出系统的热量必须是平衡的。

1.3 结构分析和热分析的类比

虽然结构分析和热分析是完全不同的物理学,但它们具有相同的类比。这表明,这两项研究的模拟设置都可以以类似的方式实现。

管道的稳态传热

在本节中,我们将对一根带有散热片的输送热流体的管道进行稳态热分析。透过这个练习,你会学到:
•使用SOLIDWORKS-Simulation进行2D线性稳态热分析
•利用截面对称性进一步简化问题
•热分析中的热通量奇异性问题

2.1 问题描述

一段带有散热片的长管道,用来在100摄氏度时输送热流体。热流体与管道内壁之间的传热系数为1000w /m2/K。在管道及其鳍片的外壁面上,暴露于环境空气中,温度为27℃,有效传热系数仅为20 W/m2/K。确定管道在热条件下的稳态温度分布。

2.2 2D热分析

假设沿整个管道施加的热条件相同,那么可以预期沿管道的温度是均匀的。唯一的温度变化将发生在横截面上,这对于沿管道的任何截面都是相同的。在这种情况下,这个问题可以简化为一个二维问题,这显然比三维分析计算量少得多。从模拟选项卡开始一个新的研究,并在高级模拟部分选择热。选中复选框,使用2D简化来打开下一个窗口来创建2D模型。在此窗口,选择挤压类型,在截面定义截面下选择截面平面上的截面面。对于区段深度,可以使用任意值。此深度仅用于在3D视图中显示结果。好的,你已经创建了一个2D热分析。默认情况下,它是一个稳态热分析。右键单击研究,并选择Properties .在弹出窗口中,您应该看到选择了Steady state type。在窗口的底部是一个结果文件夹部分,您可以在其中创建一个文件夹来存储研究结果。

2.3 定义通用的模拟输入

对于大多数类型的分析,定义仿真参数的过程非常相似(如果不是完全相同的话)。基本上,它包括右键单击研究树下的元素来显示它下面可用的可能选项列表。单击desire选项,它通常调用一个对话框窗口来执行进一步的操作。就这个例子而言,材料分配、网格划分和求解步骤是相同的。主要的区别在于热负荷,这将在下一节详细说明。对于材质指定,右键点击热管,然后应用/编辑材质,搜索铝合金6061合金。单击OK完成作业,然后关闭窗口。
至于网格,右键点击它,然后应用网格控制。在连接圆管的鳍脚处选择所有的鱼片,并为这些边缘使用精细的网格密度。创建这个网格控件。然后再次右键单击网格,但现在选择创建网格,在这里使用默认的网格密度。完成后,您应该会看到一个类似于下面的网格,其中显示了圆角区域附近较小的网格。

2.4 定义热负荷

右键单击热负荷,您将看到四种类型的热负荷可以施加到模型上,主要是在表面上,即:温度、对流、热流和热功率。在本例中,热流主要由热管表面的对流驱动。因此,选择对流,分别输入对流系数1000和体环境温度373。确保使用正确的值,因为它们是以W/(m2K)和k的特定单位定义的。现在,对外部对流条件重复相同的过程,对流系数为20 W/(m2K),整体环境温度为300 K。然而,实体的选择可能非常繁琐,因为涉及到许多边,其中一些边非常小(圆角)。为了加快这个选择过程,我们可以尝试使用SOLIDWORKS提供的选择工具。选择其中一个外边缘并右击,将出现一个选择弹出菜单。选择Select Open Loop,它会自动选择构成这个循环的所有外部边缘
但是请注意,并不是所有的选择工具都可以用于学生版。例如,如果使用Select循环,则会选择相同的边。但是SOLIDWORKS会提示您,学生版本不支持这种选择模式。有了这个,我们可以继续分析。右键单击研究名称,然后运行。

2.5 绘制结果

绘制的默认结果是模型的温度分布,如图5所示。右键单击result元素,选择Edit Definition,在Display部分,检查显示为3D plot,然后单击OK。现在回到模拟模型,显示等距视图来查看模型的三维温度分布,这比二维更真实。回想一下2.2节。,我们已经为截面深度定义了10mm,这是二维温度剖面被挤压的距离。

另一个重要的结果是热通量分布,它显示了热能的流动。在结果上单击右键,并选择Define Thermal Plot。从下拉列表中选择HFLUXN:合成热通量。现在,有两种方式来显示这个信息。首先,我们只能画出热通量的大小,它是一个标量。在这种情况下,它将与颜色等高线图显示,就像温度。注意,在圆角处,热流明显高于其他部分。这是热流密度的一个例子,它类似于固体力学中的应力密度。因此,在这样的重新进入的角落应该总是使用细网格,以捕获在这些区域建立的高温梯度。

另一方面,热通量也可以表示为矢量图,它既显示了大小(箭头的长度)又显示了热流的方向。 要显示此矢量图,只需在“热图”对话框窗口中定义“显示”选项时,选中“显示为矢量图”框即可。 但是,这七个向量可能并不明显。 要改善插图,请再次在结果元素上单击鼠标右键,然后选择“向量图解选项”,然后在弹出窗口中增加两个大小和/或密度选项。 所得的矢量图显示在图6的右侧,该图还显示了圆角处的高热通量密度。

仔细观察结果,不难看出它们包含重复的模式(尽管由于网格上的细微差异,它们并不完全相同)。这是由于问题的对称性,应该利用这个特性来降低计算成本。对于本例,您只需要分析模型的1/12,为此您需要从原始模式创建一个新的配置。

2.5 热通量集中和奇异

现在创建一个新的热研究使用这种配置研究名称1-6热管-网格1。使用相同的6061铝合金材料。至于网格,为圆角附近的两个小区域定义一个网格控件,右键单击网格元素,然后选择应用网格控件…在网格控制窗口,选择两个面,在这种情况下使用粗网格密度。接下来,再次右键点击网格来创建网格。使用基于曲率的网格方法,单元大小为2毫米。

运行分析,然后创建两个专门针对两个圆角区域的热流图。右击结果,定义热图,在定义选项卡,选择HFLUXN:合成热通量结果类型。此外,在“高级选项”下,勾选只在选定的物体上显示绘图,并在表面上任选其一。在这个例子中,我们只考虑模型的1/6,因为它是对称的。此外,一个鱼片将被删除(在FEA中失败)。主要目的是说明热流密度与奇异性的关键区别。转到Configuration选项卡,展开树,并选择1-6热管配置。1-6热管模型加载如图7所示。请注意,模型在可重入角处被分割,以红色显示,以便在这些位置使用更精细的网格。这通常在FEA中称为分区(或在SOLIDWORKS中称为分割),这里使用的是分割线工具。我们将在下一个示例中演示它的用法。图7:1-6热管模型及其热负荷。这些边没有负载。对surface8的分割或分割只显示部分,因此所显示的结果只对应该区域的相关热流。对另一个表面这样做,你会在这些区域分别得到两个热流图。


最后,右键单击底部的study选项卡,复制study两次以重用分析。修改网格控制元素,右键点击它并编辑定义…,然后为这两个研究选择默认的(点击重置)和精细网格密度。图10显示了三种不同网格的FE网格和热通量结果。

首先,当较小的元素被用于奇点的可重入角时,红色区域会缩小。这是一个明显的奇点特征,具有很强的局域性。另一方面,对于fillet情况,红色区域相对保持不变。更重要的是,热通量密度的大小在奇点情况下增大,而在圆角情况下收敛。这意味着奇点情况下的热流结果在物理上是没有意义的,因为你可以用更细的网格任意提高这个值。这在FEA中是一个困难的问题,因为当我们执行失败时,例如删除小的圆角,为了保持模型的简单网格化,经常会出现可重入的角/边。正如前一节所提到的,即使热通量(结构力学中的应力)浓度是真实的,您仍然需要精细的网格来获得准确的结果。我们将在下一届会议讨论这两个问题。

散热器的热分析

在本例中,我们将分析散热片在工作时散热片产生的内热的传热性能。透过这个练习,你会学到:
•在建立FE模型之前修改CAD模型:
Exploiting 模型 symmetricity;
Defeaturing 小 features;
Partitioning 热 loads.
•从原始模型中派生出新的模型配置。
•热源和对流散热的稳态热分析。
•定义组件接口的热阻层。
•瞬态

3.1 问题描述

在这个例子中,有两个部分,即:一个热的微芯片和一个散热器安装在它。这是防止电子芯片过热的典型方法。散热片暴露在环境空气中,通常由冷却风扇驱动,以增强散热效果。

3.2 简化了有限元分析的CAD模型

这是一个由CAD建模师创建的装配模型,他对FEA一无所知。这两个部分的模型创建与细节,他们是在一个共同的接口交配。在我们继续构建FE模型之前,我们通常会在CAD模型上执行三个重要且常见的任务。它们是为了简化FE模型,即:对称性,模型的划分和失败。

对称度

不难看出,该模型的几何结构在两个中平面上具有双重对称性。假设热载荷均匀应用在芯片和散热器,可以简化这个¼的仿真模型。在本节中,我们将向您展示如何在SOLIDWORK-Simulation中派生quarter模型。

转到Configuration Manager选项卡,展开树,右键单击默认配置,并选择Add Derived Configuration…在Add Configuration窗口中,只需为该配置提供一个适当的名称,比如1-4型号。在OK之后,您将发现此配置出现在配置树下。现在,我们准备对模型进行修改。但是请注意,在这个配置中对模型所做的任何修改都不会影响默认配置中的原始配置。

现在转到“装配”选项卡,然后单击“装配特征”工具。 从弹出菜单中,选择“拉伸切割”。 您需要执行两次此操作,首先从前平面切割,然后从右平面切割。 选择前平面以启动草图工具。 将模型旋转到正视图以方便草图绘制。 现在,您需要绘制一个包含模型右侧的任意轮廓,只是它的垂直线必须落在对称平面上。 有多种方法可以执行此操作,并且SOLIDWORKS提供自动指南以帮助您创建此配置文件。

一个简单的方法是画一个矩形,如下所示。单击矩形工具,并选择角矩形。创建一个吞没模型右侧的矩形,其起点或终点位于微芯片最低边缘的中点。这是由SOLIDWORKS功能自动检测和捕捉光标到中间点的辅助。这样就完成了素描部分,并退出素描。回到Cut-Extrude窗口,选择Through All for Direction 1,点击确定。您应该看到模型完成。对从右平面挤出的其他切块重复同样的过程。完成后,你就有了模型


注意,如果中点落在对称平面上,可以使用上述简单方法。然而,这并不能保证所有的对称模型,这在很大程度上取决于如何创建CAD模型。因此,有必要检查对称切割后的模型尺寸是否为期望值。

特征清除

这是很常见的一个非常详细的CAD模型与小的功能,如圆角和倒角,为FEA。这是因为他们可能是重要的特点,从制造的目的,以指定公差的一个给定的设计。但是从FEA的观点来看,这些特征可能并不重要。然而,它们可以显著地增加问题的大小,因为许多小元素将在这些特性附近创建。不幸的是,这不是一个简单的问题,什么尺寸被认为是小的。一个重要的考虑因素是主变量(温度和位移)和/或次变量(热通量密度和应力)在研究中是否重要。如果只对主要变量感兴趣,那么这些小特性可能不会显著影响仿真结果。但是,如果次要变量很重要,那么消除它们可能会导致起点或终点必须是最低边的中点。11到奇异性问题,如第2.5节所讨论。尽管如此,先去除这些小特征,然后用子建模技术处理奇异性问题仍然是一种常见的做法。我们将在solidworks仿真的最后一节中讨论这种技术。

由于CAD模型是在SOLIDWORKS中创建的,所以所有建模功能都可以在模型功能管理器中使用。展开这两部分的特征树,并扫描所有包含的建模特征,以决定哪些是失败的。要取消某个特性,只需单击该特性并取消它。这与删除功能不同,因为我们总是可以通过关闭相同的图标来取消取消功能。对于这两个组件,我们都抑制了小倒角。但我们决定保持小鱼片在热鳍,因为这些是可再进入的边缘,高热流密度预计会发生。我们将在下一节中重新讨论这个决定。

分割

接下来,讨论模型的分区(在SOLIDWORKS中称为分割操作)。在前面的示例中,进行了分区,以便在模型中应用不同的网格密度。在本例中,划分的原因是为了确保热负荷正确地施加到模型上。旋转模型,使底部可见。由此可见,只有散热器的外露表面才有对流条件。两部分之间的共同界面只能通过传导传递热量。换句话说,散热器(其底座)的底面必须划分成两个区域,以便相应地施加正确的热负荷。在Feature Manager选项卡上,单击micro_chip元素,然后切换隐藏组件图标。现在,你应该看到散热器的底面没有所需的隔板。因此,在本节中,我们将演示如何在SOLIDWORKS中完成分区。要将microchip重新显示在屏幕上,单击该元素并在同一图标上切换以显示组件。

一种方法:
首先,我们需要确定草图概要文件所需的一些关键度量。选择Evalute选项卡,然后选择度量工具。选择的三条边¼芯片的尺寸,应该读9毫米的直边圆角半径和1毫米。按Esc刷新所选内容。选择两组平行的面来确定草图轮廓在散热器底座上的位置,每个面应该是2毫米。这样,我们就有了在散热器基础上创建草图的基本信息。

现在单击组装树下的heat_sink元素,并选择位置图标中打开的部分。完整的heat_sink模型现在显示在当前视图位置。转到Sketch选项卡,单击Sketch开始素描步骤。选择这个基础作为素描平面,并在其上创建一个矩形。接下来,切换智能维度工具,并输入我们在前面的步骤中找到的维度。一旦完成,退出草图。

回到Feature选项卡,您应该看到在表面上勾画出的灰色草图。点击曲线工具,并选择分裂线。在分割线窗口中,分别为选择框选择sketch profile和base face,然后单击OK。这样,您就成功地在heat_sink上创建了分区。保存并关闭文件。


返回组装模型,并根据请求重新构建它。在本例中,将弹出一条错误消息,指出以前在组装模型中使用的实体现在丢失了。关闭此错误消息,并遍历特性树中的错误元素。您应该看到,所有的错误都是由于在三副条件下缺少了heat_sink的基数,而这个基数刚刚被分割。要修复此错误,只需单击这个错误的mate元素、编辑特性,并将缺失的面替换为L形分区面。

这样,我们就完成了模型的划分。这里需要强调的是,分区应该在失败过程之后进行。这是因为如果步骤被反转,一些被创建的分割线可能会因为对原始特性的抑制操作而无效。

3.3 元件界面的热阻

我们现在准备建立有限元模型的简化CAD模型的问题。大多数步骤与前面的示例相同,因此这里不再详细介绍。只有SOLIDWORKS的新特性将在需要时被解释。
创建一个新的热研究,并命名为稳态分析。芯片采用陶瓷,散热器采用1060铝合金。如果需要,为这个分析定义一个新的结果文件夹(请参阅第2.2节)。


现在,展开Connections元素,您将看到一个全局联系人(- bonding -)。这是为组件之间的所有接触接口定义的默认接触条件。在内部,SOLIDWORKS自动检测重叠的面并施加此接触条件。它假设两个接触面是完全结合的,因此主要的解决方案是在界面上连续的。在热分析中,这意味着热能在界面上的传导是完美的。

然而,这通常是不可能在实践中,因为表面粗糙度的表面接触。空气间隙(导热性很差)存在于界面,显著降低了散热器的导热性能。换句话说,空气间隙在界面上产生热阻。为了改善这种情况,通常在界面上使用导热系数高于空气的热界面材料(以糊/脂/垫的形式),通过填充空气间隙来降低有效热阻。

在固相模拟中,热阻被建模为界面接触特征,而不是试图对薄层热糊材料进行建模。首先,右键单击Global Contact元素,将其从连接树中取消或删除。接下来,右键点击元件触点元素,选择触点集。在触点集窗口,选择热阻类型,分别为两个选择框选择微芯片顶面和对应的散热器基面。然而,这两个面隐藏在这个集合中,使得选择不可能。为了方便这个选择过程,我们可以通过右键单击来隐藏阻塞组件,然后隐藏它。渴望的面孔现在是公开的,可供选择。对接触界面上的两个面都这样做。最后,为热阻部分选择分布式选项,输入值0.0001 (km2)/W。该值是热界面材料的一种属性,它取决于该层的平均厚度和材料的导热系数。

3.4 定义热负荷

模型上有两种热负荷,即芯片内部产生的热量和散热器散发的热量。右键点击热负荷并选择热功率。注意,整个功能树出现在图形屏幕的左上方。这是为了方便选择微芯片部分,如果热功率是应用在部分(体积),而不是表面。由于只分析了模型,所以热功率只有5w。

在散热器的暴露表面施加热对流条件的过程与第2.4节相同。现在不是单独选择面,而是点击选择所有暴露的面。
取消选择微芯片的底面,因为它应该安装在印刷电路板上,这是一个不良的热导体。此外,你还必须取消选择散热器上与对称面对应的两个面,这两个面上的正常通量为零。要取消选择,只需选择这些面。对流系数为100w /m2/K。

3.5 划分装配模型网格

右键点击网格,创建网格,使用默认的网格密度,并探索使用三种网格划分方法。得到的网格如图24所示。标准网格给出了一个相对均匀的网格,甚至在散热器的圆角周围,这可能不能准确地捕捉热流。但是选中自动转换选项后,该方法在这些可重入的边缘上创建了良好的网格细化。然而,对于预期的温度解决方案,微芯片的网格密度似乎过高。对于基于曲率的网格及其变体,网格并不均匀,在圆角处存在网格细化现象。另一个重要的观察结果是,基于曲率的方法得到的网格在界面处是不相容的,而使用标准方法得到的网格是相容的。我们稍后将讨论这个问题。

对于创建的每个网格,右键单击网格,然后选择,以便进行更定量的比较细节。将提供一份关于网格细节的报告。下表列出了关于这些网格的一些重要信息。

现在,有两个基本的方法来测量元素的质量。首先是纵横比,它是元素的最长边和最短边的比值。一般来说,一个元素的宽高比小于3就被认为是好的。另一个指标称为雅可比矩阵,它测量元素的变形。对于本例,由于几何图形的简单性,这不是问题。从表中可以看出,标准网格在均匀网格的情况下整体长宽比最好,但在圆角处并没有产生更高的网格密度。标准网格与自动转换选项检查也产生了良好的长宽比元素,但生成的元素数量是其他网格的2到4倍。另一方面,基于曲率的网格和混合网格在具有良好网格过渡的圆角处产生网格细化。虽然单元的整体展弦比低于标准网格,但由于单元网格越细,网格质量越高,因此仍是首选方法。

如前所述,基于曲率的方法生成的网格在微芯片和散热器接口上不兼容。这是因为在SOLIDWORKS-Simulation中,当我们在界面定义一个热层时,这并没有强制执行(请参阅第3.3节)。为了确保网格是兼容的,我们必须在两个公共面上定义一个网格控件。右键单击网格元素,应用网格控件。使用隐藏和选择技术,如3.3节所述,选择两个面。使用默认的网格密度,点击确定。使用基于曲率的混合方法创建新的网格。由此产生的网格显示了一个清晰的网格过渡为微芯片,因为它适应更精细的网格对散热器。请注意,额外的网格控制应用于散热器,以获得两层元素的厚度方向。你应该探索网格工具中的各种选项,看看它们是如何影响网格创建的。

3.6 稳态热分析

对于给定的结构和网格,稳态温度分布如图26所示。基于此仿真,微芯片的最高温度为141℃。这明显高于微芯片的最大允许操作温度。因此,这种散热器配置不足以实现所需的冷却。作为一个FEA分析师,你应该进行进一步的分析,看看是否有任何可能性,这种配置可以工作,例如改变材料,增加对流系数,和/或降低环境温度。

3.7 瞬态分析

我们将在这里进行两个热瞬态分析,即:(i)根据上面的稳态条件对系统进行冷却,(ii)根据预先设定的热功率分布,从20℃的初始温度对系统进行加热。

冷却系统【从稳态状态】

这是稳态分析的延续,模拟了微芯片停止工作2分钟后系统的冷却过程。右键单击“稳态分析研究”选项卡,复制“研究”,并将其重命名为“瞬态分析-冷却”。右键点击新研究的特征树,选择属性。在弹出窗口中,为解决方案类型选择Transient,总时间为120秒,增量为10秒。最后但并非最不重要的,检查初始如上所述,由基于曲率的方法产生的网格在微芯片和散热器接口不兼容。这是因为在SOLIDWORKS-Simulation中,当我们在界面定义一个热层时,这并没有强制执行(请参阅第3.3节)。为了确保网格是兼容的,我们必须在两个公共面上定义一个网格控件。右键单击网格元素,应用网格控件。使用隐藏和选择技术,如3.3节所述,选择两个面。使用默认的网格密度,点击确定。使用基于曲率的混合方法创建新的网格。由此产生的网格显示了一个清晰的网格过渡为微芯片,因为它适应更精细的网格对散热器。请注意,额外的网格控制应用于散热器,以获得两层元素的厚度方向。你应该探索网格工具中的各种选项,看看它们是如何影响网格创建的。图25:使用mesh Control.17 temperature from thermal study box来加强mesh的兼容性,这样我们可以使用之前的稳态结果作为本次研究的初始温度状态。为本研究定义一个结果文件夹以进行适当的簿记。

这里的另一个修改是移除芯片中的热源。右键单击热力元素,删除或取消它。在这里,我们选择抑制它,因为它是下一个研究需要的。运行模拟并检查结果。对于这个分析,我们想要看到微晶片和散热器的冷却历史。首先,我们可以动画这个冷却模拟,通过右键点击温度结果和动画。接下来,要绘制时间历史数据,再次右键单击结果并探测。从模型中选择兴趣点,在报告选项中选择响应图。注意,您可以使用Options工具修改图形。根据仿真结果,系统在2分钟内几乎达到了环境温度。

在初始温度为20℃时,使用热功率分布图对系统进行加热

复制瞬态分析-冷却研究,并改名为瞬态分析-加热。在这项研究中有一些地方需要修改。首先,进入研究属性,取消从热研究盒中选择初始温度。在这种情况下,初始温度与温度热负荷一起施加,如下所示。右键点击热负荷并选择温度…在温度窗口,为类型选择初始温度,然后选择整个模型。温度部分使用20℃。请注意用于此输入的单元。


最后,取消对热力元素的压制,并编辑定义以进行以下更改。在热功率窗口,点击使用时间曲线图标,并编辑。在弹出窗口中,使用给定的输入表创建时间历史配置文件。默认情况下,只有两个数据点。要添加更多的点,只需双击点列以插入数据。在这种情况下,加热曲线是线性增加加热1分钟,然后保持最大加热速度再一分钟。注意,y值由1给出,而不是5w。这是因为在这里定义的剖面将由热功率部分定义的值来缩放,它已经是5w了。

再次绘制相同两点的温度时程曲线,如图所示。对于这种加热剖面,系统在两分钟后也几乎达到稳定状态。

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