ANSYSWorkbench18.0热分析设置与求解详解

当瞬态热分析设置中的时间积分关闭后，就成为了稳态热分析。现在以Mechanical模块中的瞬态热分析为例，介绍热分析的求解设置，图6-3所示为详细分析设置栏。

1.步长控制【Step Controls】

用于非线性分析时控制小增量的时间步长，也可以创建多载荷步。

1）步数【Number Of Steps】，用于设置随时间变化的计算步数，其默认值为1。

2）当前时间步【Current Step Number】，用于显示当前的计算步数，其默认值为1。

图6-3 详细分析设置栏

3）时间步终止【Step End Time】，对稳态热分析没有实际物理意义，但提供了一个方便设置载荷步和子载荷步的方法，默认值为1，此后的载荷步对应的时间步逐次加1。

4）自动时间步【Auto Time Stepping】，用来优化载荷增量减少求解时间，在瞬态热分析中，响应检测基于热特征值。对大多数问题，都应该打开自动时间步长功能并设置积分上下限，有助于控制时间步长的变化量。

5）初始时间步【Initial Time Step】，用来确定初始时间步长。

6）最小时间步【Minimum Time Step】，可以防止Workbench Mechanical进行无限次的求解。最小时间步长可以指定为初始时间步长的1/10或1/100。

7）最大时间步【Maximum Time Step】，根据精度的要求确定，该值可以与初始时间步长一样或者稍大一点。

8）时间积分【Time Integration】，该选项决定是否有结构惯性载荷、热容之类的瞬态效应，在瞬态热分析中，时间积分效应是打开的，如果设为关闭状态，ANSYS将进行稳态热分析。

2.求解控制【Solver Controls】

求解类型【Solver type】，在程序默认下为程序自动控制方法，除此之外，用户还可选择直接求解器（Direct），其通常用在包含薄面和细长体的模型中，可以处理各种情况；迭代求解器（Iterative），一般用于处理体积较大的模型计算量。

3.热辐射控制【Radiosity Controls】

1）热辐射求解【Radiosity Solver】，在程序默认下为程序控制方法，除此之外，用户还可以选择直接求解器（Direct）、雅克比迭代求解器（Iterative Jacobi）和高斯 赛德尔迭代求解器（Iterative Gauss Seidel）。

2）通量收敛【Flux Convergence】，用于设置热通量收敛精度，通常程序默认值为0.0001。

3）最大迭代次数【Maximum Iteration】，用于设置计算的最大迭代次数，通常程序默认值为1000次。

4）求解容差【solver Tolerance】，用于设置计算结果精度，通常程序默认值为1×10^-7 W/mm²。(www.xing528.com)

5）超松弛【Over Relaxation】，用于设置超松弛计算方法因子，通常程序默认值为0.1。

6）半立方体法求解【Hemicube Resolution】，用于设置半立方体法求解因子，通常程序默认值为10。

4.非线性控制【Nonlinear Controls】

用于修改收敛准则和求解控制，通常使用默认设置。

1）热收敛准则【Heat Convergence】，默认为程序控制，也可打开或移除。

2）温度收敛准则【Temperature Convergence】，默认为程序控制，也可打开或移除。

3）线性搜索【Line search】，默认为程序控制，也可打开或关闭。

4）非线性准则【Nonlinear Formulation】，默认为程序控制（瞬态热分析）。

5.输出控制【Output Controls】

用于处理所需要时间点的输出值，因为瞬态热分析涉及载荷历程中不同时间点的计算结果，并非所有结果都是我们感兴趣的，此选项可以严格控制确定点的输出结果。

1）是否计算热通量【Calculate Thermal Flux】，默认值为计算。

2）综合其他【General Miscellaneous】，默认值为不进行其他输出。

3）计算机结果输出【Calculate Results At】，默认值为所有时间点，也可进行其他时间点的选择。

6.分析数据管理【Analysis Data Management】

具体参看第4章4.2.7（8）节。

7.可视化【Visibility】

用于进行可视化设置，只有瞬态热分析有此选项。

1）整体温度最大值【Temperature global Maximum】，通常程序默认为显示。

2）整体温度最小值【Temperature global Minimum】，通常程序默认为显示。