基于ANSYS2019R2的热分析优化

1．启动ANSYS 2019 R2

①选择“开始”→“所有程序”→“ANSYS 2019 R2”→“Mechanical APDL Product Launcher”，然后将“Simulation Environment”选为“ANSYS”，“License”选为“ANSYS Multiphysics”；选择“File Management”，设置好“Working Directory”（工作目录）和“Job Name”（工作文件的名称）。“Mechanical APDL Product Launcher”对话框如图6.85所示。

图6.85　“Mechanical APDL Product Launcher”对话框

②单击“Run”按钮，进入ANSYS图形用户界面，如图6.86所示。

图6.86　ANSYS图形用户界面

2．加载与求解

（1）导入模型

单击快捷工具栏中的“Open”命令，在弹出的对话框中选择“Thermal-Analysis.cdb”文件，单击“Open”按钮，将从HyperMesh中导出的ANSYS模型文件打开。

（2）显示载荷面的所有节点

①执行“Utility Menu”→“Select”→“Component Manager”，弹出“Component Manager”对话框，如图6.87所示。

图6.87　“Component Manager”对话框

②选择“Component Manager”对话框中的“SET1”，然后单击“Display Component/Assembly”按钮，只显示出载荷面的所有节点，如图6.88所示。

图6.88　显示出载荷面的所有节点

③单击“Component Manager”对话框右上角的关闭按钮退出该界面。

（3）选中载荷面的所有节点

①执行“Utility Menu”→“Select”→“Comp/Assembly”→“Select Comp/Assembly...”，弹出“Select Component or Assembly”对话框，选中“by component name”，如图6.89所示。

图6.89　“Select Component or Assembly”对话框

②单击“OK”按钮，弹出下一个“Select Component or Assembly”对话框，在“Name Comp/Assemb to be selected”中选择“SET1”，如图6.90所示。

图6.90　“SET1”选取对话框

③单击“OK”按钮退出该界面。

（4）施加对流换热边界条件

①执行“Main Menu”→“Solution”→“Define Loads”→“Apply”→“Thermal”→“Convection”→“On Nodes”，弹出如图6.91所示的对话框，单击“Pick All”按钮。

图6.91　对流边界节点选择界面

②在弹出的“Apply CONV on nodes”对话框中，在“VALI Film coefficient”中输入传热膜系数“1180E-6”，“VAL2I Bulk temperature”中输入温度值“454”，如图6.92所示。SET1对流换热边界载荷如图6.93所示。

(www.xing528.com)

图6.92　SET1对流换热边界载荷设置界面

图6.93　SET1对流换热边界载荷

③单击“OK”按钮退出“Apply CONV on nodes”对话框。

（5）重复步骤（2）～（4），对其他载荷面施加对流换热边界载荷

SET2-U、SET2-D、SET3、SET4和SET5对流换热边界载荷如图6.94～图6.97所示。整个压力容器的对流换热边界载荷如图6.98所示。

图6.94　SET2-U和SET2-D对流换热边界载荷设置界面

图6.95　SET3对流换热边界载荷设置界面

图6.96　SET4对流换热边界载荷设置界面

图6.97　SET5对流换热边界载荷设置界面

图6.98　压力容器对流换热边界载荷

（6）显示压力容器的所有图元

执行“Utility Menu”→“Select”→“Everything”，然后在图形窗口平移、旋转或缩放图像，即可显示出压力容器的所有图元。

（7）设置求解选项

执行“Main Menu”→“Solution”→“Analysis Type”→“New Analysis”，弹出“New Analysis”对话框，选择“Transient”，如图6.99所示。单击“OK”按钮，弹出如图6.100所示的“Transient Analysis”对话框，采用默认设置，单击“OK”按钮退出对话框。

图6.99　“New Analysis”对话框

图6.100　“Transient Analysis”对话框

（8）输出控制

执行“Main Menu”→“Solution”→“Analysis Type”→“Solution Controls”，弹出“Solution Controls”对话框，设置相应的参数，如图6.101所示。单击“OK”按钮退出对话框。

图6.101　“Solution Controls”对话框

（9）求解

执行“Main Menu”→“Solution”→“Solve”→“Current LS”，开始计算求解，直到出现“Solution is done”，单击“Close”按钮关闭计算求解界面。

（10）保存计算结果

执行“Utility Menu”→“File”→“Save as”，在对话框中输入“Thermal-Analysis-Results”，保存热分析计算结果。