Руководство по решению тепловых, сопряженных, гидрогазодинамических задач (1050672), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Также ANSYSможет прочесть результаты анализа по номеру шага нагружения и приращения. Для этоговоспользуйтесь следующим методом:GUI:Main Menu> General Postproc> Read Results> By Load StepПредупреждениеДля нелинейного анализа линейная интерполяция расчетных результатоввременными точками может вызвать потерю временной точности.между3.7.3. Обзор результатов с помощью постпроцессора динамики изменениярезультатов.Постпроцессор динамики изменения результатов POST26 работает с таблицами зависимостипунктов результатов (известных также как переменные) от времени. ANSYS присваиваеткаждой переменной номер ссылки.
Переменная номер 1 зарезервирована для времени.Если Вы просматриваете результаты анализа с помощью POST26, начните с определенияпеременных.167•Для того, чтобы задать переменную для первичных данных воспользуйтесь одним изследующих методов:Команда:NSOLGUI:Main Menu>TimeHist Postproc>Define Variables•Для того, чтобы задать переменную для производных данных воспользуйтесьодним из следующих методов:Команда:ESOLGUI:Main Menu>TimeHist Postproc>Define Variables•Для того, чтобы задать переменную для данных реакции воспользуйтесь однимиз следующих методов:Команда:RFORCEGUI:Main Menu>TimeHist Postproc>Define VariablesПосле определения параметров, можно преобразовать их в графический вид командойPLVAR (Main Menu> TimeHist Postproc> Graph Variables). Выполнение этой командытакже выводит список переменных.Для вывода экстремальных значений переменной воспользуйтесь одним из методов:Команда:EXTREMGUI:Main Menu>TimeHist Postproc>List ExtremesПросматривая меняющиеся во времени результаты в стратегических точках модели, Выможете определить критические временные моменты для дальнейшей обработки в основномпостпроцессоре.168POST26 предлагает много других функций, включая выполнение арифметических операцийнад переменными, составление массива переменных и т.д.
Подробную информацию по этойтеме смотрите в ANSYS Basic Analysis Guide.3.8. Просмотр результатов анализа в виде графиков или таблиц.После чтения результатов решения, Вы можете использовать графические возможностиANSYS для просмотра расчетных результатов в виде графиков и таблиц. Для выводарезультатов на экран используйте пути меню или команды, приведенные ниже.Примеры контурного и векторного отображения результатов анализа смотрите вСтационарном тепловом анализе этого руководства или ANSYS Basic Analysis Guide.3.8.1.
Построение изолиний.Команда:PLESOLGUI:Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Element SoluКоманда:PLETABGUI:Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Elem TableКоманда:PLNSOLGUI:Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu3.8.2. Построение векторных полей.Команда:PLVECTGUI:Main Menu> General Postproc> Plot Results> Vector Plot> Pre-defined or User-defined1693.8.3. Просмотр результатов в виде таблиц.Команда:PRESOLGUI:Main Menu>General Postproc>List Results>Element SolutionКоманда:PRNSOLGUI:Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal SolutionКоманда:PRRSOLGUI:Main Menu>General Postproc>List Results>Reaction Solu3.9.
Фазовый переход (изменение агрегатного состояния).Одним из наиболее мощных средств теплового анализа, которым располагает программаANSYS, является возможность анализировать задачи фазового перехода такие как процессызатвердевания, плавления.Ниже приведены некоторые из прикладных задач, решение которых требует учета фазовогоперехода:•••Отливка металлов; определить такие характеристики, как распределение температур вразных точках во время фазового перехода, продолжительность фазового перехода,термический КПД формы и т.д.Производство сплавов, процесс при котором смена фазового состояния происходитпод воздействием химических реакций.Задачи термической обработки.Для анализа задачи, связанной со сменой фазового состояния, необходимо провестинелинейный нестационарный тепловой анализ.Отличия нелинейного нестационарного анализа от линейного заключаются в том, что внелинейном анализе:•Необходимо учитывать скрытое тепло; латентным (скрытым) называется тепловаяэнергия, которую система поглощает или испускает в течение смены фазового состояния.Для учета скрытого тепла необходимо задать энтальпию материала как функцию оттемпературы (смотрите ниже).170Простая зависимость энтальпии от температуры.Энтальпия, которая имеет размерность тепло/объем, определяется по нижеприведеннойформуле:H=Где••••pc(T)dTр– плотность;C(T)– зависимость теплоемкости от температуры.В нелинейном анализе, Вы должны задать достаточно маленький шаг интегральноговремени для решения.
Также включите опцию автоматического задания временного шага длятого чтобы программа могла настраивать временной шаг до, во время и после фазовогоперехода.Используйте тепловые элементы младшего порядка, такие как PLANE55 илиSOLID70. Если необходимо использовать элементы высшего порядка, выберете опциюдиагональной матрицы теплоемкости, используя соответствующий KEYOPT элемента (этаопция выбрана по умолчанию для большинства элементов младшего порядка).При задании переходных интегральных параметров, установите THETA = 1, для тогочтобы обратная разностная схема Эйлера использовалась для определения интегральноговремени переходного процесса (по умолчанию THETA = 0.5).Вы можете найти опцию линейного поиска полезной в анализах смены фазовогосостояния. Для задания опции линейного поиска, воспользуйтесь одним из следующихметодов:Команда:LNSRCHGUI:Main Menu> Preprocessor> Loads> Load Step Opts> Nonlinear> Line Search1713.10.
Пример нестационарной тепловой задачи.В этом параграфе представлен пример нестационарной тепловой задачи.3.10.1. Описание примера.Предлагаемый пример описывает нестационарный тепловой анализ процесса отливки.В этом примере отслеживается распределение температуры в отливаемой стали и форме втечении процесса застывания.Изделие отливается в L образной песчаной форме с толщиной стенки 4 дюйма. Междусталью и песчаной формой тепло передается за счет теплопроводности, между песчанойформой и окружающим воздухом тепло передается за счет конвекции.Пример демонстрирует двумерный анализ слоя единичной толщины. Модель состоит из двухсимметричных частей.
Для уменьшения размера модели для расчета используется нижняячасть.3.10.2. Значения свойств материалов.Материалы (песок и сталь), используемые в данном примере, имеют следующие свойства:ПараметрАнглийская система единицСвойства пескаТеплопроводность (KXX)0.025 Btu/(hr-in-F)Плотность (DENS)0.054 lb/in3172ПараметрАнглийская система единицТеплоемкость (C)0.28 Btu/(lb- °F)Свойства сталиТеплопроводность (KXX):при 0 °F1.44 Btu/(hr-in- °F)при 2643 °F1.54при 2750 °F1.22при 2875 °F1.22Энтальпия (ENTH):при 0 °F0.0 Btu/in3при 2643 °F128.1при 2750 °F163.8при 2875 °F174.2Начальные условияТемпература стали2875 °FТемпература песка80 °FПараметры конвекцииКоэффициент теплоотдачи0.014 Btu/(hr-in2- °F)Температура окружающей среды80 °FСвойства песка постоянны.
Сталь имеет зависящую от температуры теплопроводность иэнтальпию.Метод решения для этого примера использует автоматический временной шаг дляопределения подходящих приращений времени, необходимых для обеспечения сходимостинелинейного решения фазового перехода. Переход от расплава к твердой стали используетменьшие временные шаги.3.10.3. Решение задачи GUI методом.Пример анализа затвердевания литья включен в Thermal Tutorial.3.10.4. Решение задачи командным методом.Следующая последовательность команд ANSYS создает и решает модель отливки.Комментарии (текст, следующий после восклицательного знака) поясняют функцииотдельных команд./TITLE, Застывание литья! Задаем заголовок анализа/PREP7K,1,0,0,0K,2,22,0,0173K,3,10,12,0K,4,0,12,0/TRIAD,OFF! Отключить триаду/REPLOT!! Соединить ключевые точки для создания формыA,1,2,3,4SAVERECTNG,4,22,4,8! Создать прямоугольникAPLOT! Отобразить площадиAOVLAP,1,2! Наложить площади друг на другаADELE,3,,,1! Удалить площадь №3SAVE!MP,DENS,1,0.054! Задание свойств пескаMP,KXX,1,0.025MP,C,1,0.28!! Задание свойств сталиMPTEMP,1,0,2643,2750,2875,,,MPDATA,KXX,2,1,1.44,1.54,1.22,1.22,,,MPDATA,ENTH,2,1,0,128.1,163.8,174.2MPPLOT,KXX,2,,,,,! Вывести график теплопроводностиMPPLOT,ENTH,2,,,,,! Вывести график энтальпииSAVE!ET,1,PLANE55! Использовать элемент PLANE55!SAVESMRT,5! Задать размер 5 интеллектуальному элементу174MSHAPE,0,2D! Наложить сетку четырехугольными элементами.MSHKEY,0! Задать свободное наложение сеткиAMESH,5! Наложить сетку на форму, площадь 5!TYPE,1! Задать указатель на тип элемента равный 1MAT,2! Задать указатель на материал равный 2REAL! Задать указатель на набор вещественных константESYS,0! Задать указатель на систему координатAMESH,4! Наложить сетку на литье, площадь 4!SAVESFL,1,CONV,0.014,,80,,среды! Задать коэффициент теплоотдачи и температуру окружающейSFL,3,CONV,0.014,,80,,SFL,4,CONV,0.014,,80,,SAVEFINISH/SOLU!ANTYPE,4! Задать нестационарный анализSOLCONTROL,ON,0!оптимизированного ! нелинейного решения.Активироватьпринятыепоумолчаниюпараметры!APLOTASEL,S,,,4! Выбрать отливку, площадь 4NSLA,S,1! Выбрать узлы, связанные с площадью отливки.NPLOTIC,ALL,TEMP,2875NSEL,INVE! Показать выбранные узлы! Задание начальной температуры 2875F на литье! Выбрать узлы формы, площадь 5175/REPLOT! Показать выбранные узлыIC,ALL,TEMP,80! Задание начальной температуры 80F на формуALLSEL,ALL! Выбрать все графические элементыSAVE!TIME,3! Задать время в конце шага нагруженияAUTOTS,-1! программой задаваемый автоматический временной шагDELTIM,0.01,0.001,0.25,1KBC,0! задание величин временного шага! задание линейной нагрузки!OUTRES,ALL,ALL! запись в файл на каждом шагеSAVE/STAT,SOLU! показать опции решения/REPLOT! показать все узлыAPLOT! показать площадиSOLVEFINISH!/POST26! постпроцессор динамики измененияEPLOT! показать элементыcntr_pt=node(16,6,0)!задать переменную постобработкиNSOL,2,cntr_pt,TEMP,,center! температуру узлов писать в cntr_ptPLVAR,2! показать зависимость температуры узлов от времениFINISH/EOF3.11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
