常用的热单元有LINK33(三维传导杆)、PLANE55(二维热实体)、SHELL57(热壳)、SOLID70(三维热实体)、SHELL131(4节点热层壳单元)、SHELL132(8节点热层壳单元)等。
LINK33是用于节点间热传导的单轴单元,如图3-29所示。该单元每个节点只有1个温度自由度。热传导杆单元可用于稳态或瞬态的热分析问题。如果包含热传导杆单元的模型还需要进行结构分析,该杆单元可被一个等效的结构单元所代替。
PLANE55可作为一个具有二维热传导能力的平面或轴对称环单元使用,如图3-30所示。该单元有4个节点,每个节点只有一个温度自由度。该单元可用于二维稳态或瞬态热分析问题,并可以补偿由于恒定速度场带来的质量输运热流。如果包含热单元的模型还需要进行结构分析,该单元应当被一个等效的结构单元(如PLANE42)所代替。
图3-29 LINK33单元
图3-30 PLANE55单元(www.xing528.com)
SHELL57是一个三维的具有面内导热能力的单元,如图3-31所示。该单元有4个节点,每个节点只有一个温度自由度。该热壳单元可用于三维的稳态或瞬态热分析问题。如果包含热壳单元的模型还需要进行结构分析,该单元可被一个等效的结构单元(如SHELL63)所代替。如果面内及横向上的导热都需要考虑的话,则需要使用热实体单元(如SOLID70或SOLID90)。
SOLID70是一个具有导热能力的单元,如图3-32所示。该单元有8个节点,每个节点只有一个温度自由度。该单元可用于三维的稳态或瞬态热分析问题,并可以补偿由于恒定速度场质量输运带来的热流损失。如果包含导热实体单元的模型还需要进行结构分析,该单元应当被一个等效的结构单元(如SOLID45)所代替。此单元存在一个选项,可用来模拟通过多孔介质的非线性稳态流动。使用这一选项时,原有的热参数被解释成类似的流体流动参数,例如,温度自由度等效为压力自由度。
图3-31 SHELL57单元
图3-32 SOLID70单元
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