定义工作名和工作标题。
定义工作文件名：依次选择Utility Menu→File→Change Jobname，会出现“Change Jobname”对话框，在对话框中输入工作文件名PIPE，并将“NEW log and error files”设置为“Yes”，如图8-2所示，单击“OK”按钮关闭对话框。
图8-2 “Change Jobname”对话框
定义工作标题：依次选择Utility Menu→File→Change Title，会出现“Change Title”对话框，在对话框中输入工作标题“Laminar flow through a pipe subjected to uniform thermal flux”，如图8-3所示，单击“OK”按钮关闭对话框。
设置参数：依次选择Main Menu→Preferences，会出现“Preferences for GUI Filtering”对话框，选择“FLOTRAN CFD”，如图8-4所示，单击“OK”按钮关闭该对话框。
图8-3 “Change Title”对话框
图8-4 “Preferences for GUI Filtering”对话框
定义单元类型。
指定单元类型：依次选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete，会弹出“Element Types”对话框，如图8-5所示。
单击“Add”按钮，会弹出“Library of Element Types”对话框。
在“Library of Element Types”列表框中选择“FLOTRAN CFD”和“2D FLOTRAN141”，在“Element type reference number”输入框中输入1，如图8-6所示。单击“OK”按钮关闭“Library of Element Types”对话框。
图8-5 “Element Types”对话框
图8-6 “Library of Element Types”对话框
单击“Element Types”对话框中的“Options”按钮，出现“FLUID141 element type options”对话框，在“Element coordinate system K3”下拉框中选择“Axisymm about X”，其余选项均选默认设置，如图8-7所示，单击“OK”按钮关闭该对话框。
单击“Close”按钮，关闭“Element Types”对话框。
建立几何模型。
依次选择Utility Menu→Parameters→Scalar Parameters，会弹出“Scalar Parameters”对话框，如图8-8所示。在输入框中输入L=0.12，单击“Accept”按钮，然后依次输入以下参数值：
R=0.003
PRES=1.0
TEMP=350
QW=3000
RHO=13530
MU=0.00152
K=8.55
CP=139.5
图8-7 “FLUID141 element type options”对话框
注意
每次输入一个等式，必须单击“Accept”按钮。单击“Close”按钮，关闭“Scalar Parameters”对话框。
依次选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Rectangle→By Dimensions，会弹出“Create Rectangle by Dimensions”对话框，如图8-9所示。
图8-8 “Scalar Parameters”对话框
图8-9 “Create Rectangle by Dimensions”对话框
在“Create Rectangle By Dimensions”对话框中，依次输入X1=0、X2=L和Y1=0、Y2=R，单击“OK”按钮关闭该对话框。依次选择Utility Menu→PlotCtrls→Style→Colors→Reverse Video，ANSYS显示窗口将变成白色，窗口将显示所生成的几何模型，如图8-10所示。
依次选择Utility Menu→PlotCtrls→Style→Size and Shape，会弹出“Size and Shape”对话框，在“RATOY Y distortion ratio”输入框中输入10，其余选项采用默认设置，如图8-11所示。
图8-10 生成的几何模型
图8-11 “Size and Shape”对话框
单击“OK”按钮，关闭“Size and Shape”对话框。ANSYS显示窗口会显示沿Y方向放大10倍的几何模型，如图8-12所示。该操作只是在显示时将模型Y方向放大10倍，并不影响ANSYS的计算过程。
图8-12 径向放大10倍的几何模型
划分网格。
依次选择Utility Menu→Plot→Lines，重新绘制直线。
依次选择Utility Menu→PlotCtrls→Numbering，会弹出“Plot Numbering Controls”对话框，选择“LINE Line numbers”，使其状态从“Off”变为“On”，其余选项采用默认设置，如图8-13所示，单击“OK”按钮关闭对话框。
图8-13 “Plot Numbering Controls”对话框
依次选择Main Menu→Preprocessor→Meshing→Sizecntrls→ManualSize→Lines→Picked lines，会弹出选择对话框，如图8-14所示。
参照所建立的几何模型，选择线段L2、L4，单击“OK”按钮，会弹出“Element Size On Picked Lines”对话框，在“NDIV No.of element”输入框中输入10，在“SPACE Spaceratio”输入框中输入-2，如图8-15所示。单击“OK”按钮关闭该对话框。
依次选择Main Menu→Preprocessor→Meshing→Sizecntrls→ManualSize→Lines→Picked lines，会弹出选择对话框，如图8-14所示。
参照所建立的几何模型，选择线段L1、L3，单击“OK”按钮，会弹出“Element Size On Picked Lines”对话框，在“NDIV No.of element”输入框中输入100，在“SPACE Spaceratio”输入框中输入-2，单击“OK”按钮关闭对话框。
图8-14 选择对话框(www.xing528.com)
图8-15 “Element Size On Picked Lines”对话框
依次选择Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Area→free，单击“Pick All”按钮，网格划分后的效果如图8-16所示。
图8-16 网格划分结果显示
定义边界条件。
依次选择Utility Menu→Select→Everything。
依次选择Utility Menu→Plot→Lines，重新绘制直线。
依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框。在第一个下拉框中选择Lines，在第二个下拉框中选择“By Num/pick”，在第三个单选框中选择“From Full”，如图8-17所示。单击“OK”按钮，会弹出“Select Lines”对话框，选择线段L3，单击“OK”按钮关闭对话框。
依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框。在第一个下拉框中选择“Nodes”，在第二个下拉框中选择“Attached to”，在第三个单选框中选择“Lines，all”，如图8-18所示。单击“OK”按钮关闭该对话框。
依次选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Fluid/CFD→Velocity→On Nodes，会弹出“Apply V on Nodes”对话框。单击“Pick All”按钮，会弹出“Apply VELO load on Nodes”对话框，如图8-19所示。
图8-17 “Select Entities”对话框
图8-18 “Select Entities”对话框
图8-19 “Apply VELO load on Nodes”对话框
“Apply VELO load on Nodes”对话框中，在“VX Load value”输入框中输入0，在“VY a Load value”输入框中输入0，如图8-19所示，单击“OK”按钮关闭该对话框。设置完成后的模型如图8-20所示。
图8-20 施加速度载荷后的模型
依次选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Thermal→Heat Flux→On Nodes，会弹出“Apply HFLUX on nodes”对话框。单击“Pick All”按钮，会弹出“Apply HFLUX on nodes”对话框，如图8-21所示。
“Apply HFLUX on nodes”对话框中，在“VALUE Load HFLUX value”输入框中输入QW，如图8-21所示，单击“OK”按钮关闭该对话框。
图8-21 “Apply HFLUX on nodes”对话框
依次选择Utility Menu→Select→Everything，依次选择Utility Menu→Plot→Replot。
依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框，如图8-17所示。在第一个下拉框中选择“Lines”，在第二个下拉框中选择“By Num/pick”，在第三个单选框中选择“From Full”。
单击“OK”按钮，会弹出“Select Lines”对话框，用鼠标在模型上选取编号为L1的线段，单击“OK”按钮关闭该对话框。
依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框。在第一个下拉框中选择“Nodes”，在第二个下拉框中选择“Attached to”，在第三个单选框中选择“Lines，all”，单击“OK”按钮关闭该对话框。
依次选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Fluid/CFD→Velocity→On Nodes，会弹出“Apply V on Nodes”对话框。单击“Pick All”按钮，会弹出“Apply VELO load on nodes”对话框，如图8-19所示，在“VY a Load value”输入框中输入0，单击“OK”按钮关闭该对话框。设置完成后的模型如图8-22所示。
依次选择Utility Menu→Select→Everything，单击Utility Menu→Plot→Replot命令。
依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框，如图8-17所示。在第一个下拉框中选择Lines，在第二个下拉框中选择“By Num/pick”，在第三个单选框中选择“From Full”。
单击“OK”按钮，会弹出“Select Lines”对话框，用鼠标在模型上选取编号为L4的线段，单击“OK”按钮关闭该对话框。
依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框。在第一个下拉框中选择“Nodes”，在第二个下拉框中选择“Attached to”，在第三个单选框中选择“Lines，all”，单击“OK”按钮关闭该对话框。
依次选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Fluid/CFD→Velocity→On Nodes，会弹出“Apply V on Nodes”对话框。单击“Pick All”按钮，会弹出“Apply VELO load on Nodes”对话框，如图8-19所示，在“VY a Load value”输入框中输入0，其余选项采用默认设置，单击“OK”按钮关闭该对话框。设置完成后的模型，如图8-23所示。
依次选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Thermal→TEMPERATURE→On Nodes，会弹出“ApplyTEMPonNodes”对话框。单击“Pick All”按钮，会弹出“Apply TEMP on Nodes”对话框，如图8-24所示。在“Lab DOFsto be constrained”选择框中选择TEMP，在“VALUE Load TEMP value”输入框中输入TEMP，单击“OK”按钮关闭该对话框。施加温度载荷后的模型如图8-25所示。
图8-22 在L1施加速度载荷后的模型
图8-23 在L4施加速度载荷后的模型
图8-24 “ApplyTEMPonNodes”对话框
图8-25 在L4施加温度载荷后的模型
依次选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Fluid/CFD→Pressure DOF→On Nodes，会弹出“Apply PRES on nodes”对话框。单击“Pick All”按钮，会弹出“Apply PRES on nodes”对话框，如图8-26所示。在“PRES Pressure value”输入框中输入PRES，单击“OK”按钮关闭该对话框。施加压力载荷后的模型如图8-27所示。
图8-26 “Apply PRES on nodes”对话框
图8-27 在L4施加压力载荷后的模型
依次选择Utility Menu→Select→Everything，单击Utility Menu→Plot→Replot命令。
依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框，如图8-17所示。在第一个下拉框中选择“Lines”，在第二个下拉框中选择“By Num/pick”，在第三个单选框中选择“From Full”。
单击“OK”按钮，会弹出“Select Lines”对话框，用鼠标在模型上选取编号为L2的线段，单击“OK”按钮关闭该对话框。
依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框。在第一个下拉框中选择“Nodes”，在第二个下拉框中选择“Attached to”，在第三个单选框中选择“Lines，all”，单击“OK”按钮关闭该对话框。
依次选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Fluid/CFD→Velocity→On Nodes，会弹出“Apply V on Nodes”对话框。单击“Pick All”按钮，会弹出“Apply VELO load on Nodes”对话框，如图8-19所示，在“VY a Load value”输入框中输入0，其余选项采用默认设置，单击“OK”按钮关闭该对话框。
依次选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Fluid/CFD→Pressure DOF→On Nodes，会弹出“Apply PRES on nodes”对话框。单击“Pick All”按钮，会弹出“Apply PRES on nodes”对话框，如图8-26所示。在“PRES Pressure value”输入框中输入0，单击“OK”按钮关闭该对话框。
依次选择Utility Menu→Select→Everything，单击Utility Menu→Plot→Elements，ANSYS显示窗口将显示加载后的结果，如图8-28所示。
单击ANSYS工具条的“SAVEDB”按钮保存数据。
图8-28 全部加载后的结果显示
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