Руководство по решению тепловых, сопряженных, гидрогазодинамических задач (1050672), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Если выполнение указанных действий по каким либопричинам не возможно, воспользуйтесь следующей информацией при заданиипространственного узла:••••Не используйте пространственный узел в закрытой системе. Закрытой называетсясистема в которой все излучающие поверхности формируют полость и не излучают воткрытое пространство.Если задача позволяет симулировать излучение только между поверхностями(пренебрегая ) излучением в пространство, то в этом случае можно не задаватьпространственный узел. Этот принцип имеет силу при моделировании излучения абсолютночерного тела (т.е коэффициент излучения равен 1).Для практически закрытой системы, если необходимо принять во внимание излучениев открытое пространство, наложите сетку на это пространство и задайте температуру узловоткрытого пространства равную температуре этого пространства.
Угловой коэффициент впространство будет вычислен программой.Для открытой системы, в которой присутствуют значительные потери тепла воткрытое пространство, Вы можете использовать пространственный узел (с заданнымграничным условием) для фиксации “утечек” тепла с приемлемой точностью прииспользовании среднего количества лучей и измельчения сетки.1864.6.3. Общие рекомендациирадиационной матрицы.поиспользованиюНиже приведены некоторые общие рекомендации порадиационной матрицы в анализе лучистого теплообмена:•••••••AUX12использованиюметодагенератораМетод без экранирования следует использовать в случае, если все радиационныеповерхности полностью “видят” друг друга. Если метод без экранирования используется вслучае наличия каких бы то ни было межблоковых эффектов, то это приведет кзначительным погрешностям вычисления угловых коэффициентов и последующиерезультаты теплового анализа могут быть физически неверными или решение задачи можетоказаться не сходящимся.Метод с экранированием требует значительно более продолжительного вычисления,чем метод без экранирования.
Поэтому используйте этот метод только при наличииблокирующих поверхностей или если поверхности не могут быть сгруппированы.В некоторых случаях Вы можете группировать радиационные поверхности так, чтобыкаждая группа была полностью изолирована от других групп при анализе лучистоготеплообмена. В этих случаях Вы можете сохранить значительное время, создав различныерадиационные матрицы для каждой группы, которые впоследствии будут использованы вметоде без экранирования (не должно быть блокирующих эффектов внутри группы). Можносделать это, выбрав желаемую группу радиационных поверхностей перед записью матрицы.Для метода с экранированием, увеличение количества лучей обычно дает болееточные величины угловых коэффициентов.Чем мельче сетка элементов излучающей (радиационной) поверхности, тем болееточен расчет угловых коэффициентов, как для метода с экранированием так и безэкранирования.
Особенно важную роль последнее утверждение играет в методе сэкранированием. Увеличение количества используемых лучей (контролируется элементомNZONE команды VTYPE) повышает точность определения форм – фактора (угловыхкоэффициентов), хотя если используется грубая сетка, увеличение NZONE даже домаксимального уровня не позволит получить точного решения в методе с экранированием.Для осесимметричных моделей около 20 осесимметричных секторов обеспечатприемлемую точность угловых коэффициентов.Элементы LINK32, которые используются в качестве элементов, накладываемых нарадиационные поверхности двумерных плоских или осесимметричных моделей, напрямуюне поддерживают осесимметричную опцию.
Следовательно в осесимметричных моделях незабудьте их удалить (или отменить выбор) перед выполнением теплового анализа.Теоретически суммарный угловой коэффициент от любой излучающей поверхности на всеостальные радиационные поверхности должен быть равен 1.0 для закрытой системы.Суммарный угловой коэффициент выводится следующим образом для каждой радиационнойповерхности ***** FORM FACTORS ***** TOTAL= Value (суммарный форм – фактор =величина) при помощи команды MPRINT,1.
Для открытых систем суммарный угловойкоэффициент должен быть меньше 1.0. Т.о для того, чтобы проверить правильно лирассчитаны угловые коэффициенты, необходимо использовать команду MPRINT,1 ипосмотреть превышают ли суммарные угловые коэффициенты радиационных поверхностей1.0. Это может произойти в том случае, если метод без экранирования нечаянно былиспользован для вычисления угловых коэффициентов между радиационными поверхностямив которых присутствуют межблоковые эффекты.4.7. Использование радиационного решателя.187Предлагаемый в таких модулях ANSYS как Multiphysics, Mechanical и Thermal этот методиспользуется для решения задач радиационного теплообмена вовлекающих две или болееповерхности, которые поглощают или испускают тепловую энергию. Метод поддерживаетсявсеми элементами (плоскими, объемными), имеющими температурную степень свободы.4.7.1.
Процедура.Метод радиационного решателя состоит из пяти шагов:1.2.3.4.5.Задание радиационных поверхностей.Задание опций решения.Задание опций определения угловых коэффициентов.Вычисление и считывание угловых коэффициентов.Задание опций нагружения.4.7.1.1. Задание радиационных поверхностей.Для задания радиационных поверхностей выполните следующее:1.Создайте тепловую модель в препроцессоре (PREP7). Радиационные поверхности неподдерживают условие симметрии, следовательно модели имеющие радиационныеповерхности не могут использовать преимущество симметрии и должны быть полностьюсмоделированы. Для метода радиационного решателя радиационными поверхностямиявляются поверхности объемных моделей или грани плоских моделей.
При использованииметода радиационного решателя можно задавать до десяти полостей, поверхности которыхизлучают друг на друга.2.Используя команды SF, SFA, SFE, or SFL можно задать для радиационнойповерхности номер полости к которой эта поверхность принадлежит и коэффициентизлучения этой поверхности. Все поверхности или грани, излучающие друг на друга,должны иметь один и тот же номер полости.Для задания зависящего от температуры коэффициента излучения используйте команды SF,SFA, SFE, or SFL с параметром VALUE = -N. Значения коэффициента излучениязаписываются в таблицу свойств материала (N – номер материала).3.Проверьте правильно ли Вы задали коэффициенты излучения, номер полости инаправление излучения для радиационных поверхностей.
Для этого выполните следующее:Команда:/PSFGUI:Utility Menu>PlotCtrls>SymbolsДля задания поверхностных радиационных нагрузок на элементы SHELL57 или SHELL157,необходимо задать номер поверхности с направлением излучения. Для задания этих нагрузокнеобходимо использовать команды SF, SFA, or SFE.4.7.1.2. Задание опций решения.188Для решения задач лучистого теплообмена, необходимо задать постоянную Стефана –Больцмана в соответствующих единицах. Для этого выполните следующее:Команда:STEFGUI:Main Menu> Preprocessor> Radiation Opts> Solution OptMain Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> Solution OptMain Menu> Solution> Radiation Opts> Solution OptЕсли единицы измерения температуры в решаемой модели градусы Фаренгейта или Цельсия,то необходимо задать смещение температуры.
Для задания смещения температуры,используйте один из приведенных ниже методов:Команда:TOFFSTGUI:Main Menu>Preprocessor>Radiation Opts>Solution OptMain Menu>Radiation Opt> Radiosity Meth> Solution OptMain Menu>Solution> Radiation Opts> Solution OptЗатем, Вы выбираете радиационный решатель, а также прямой или итеративный (выставленпо умолчанию) решатель. Можно также задать фактор релаксации и допуск сходимости дляплотности теплового потока. Для этого выполните следующее:Команда:RADOPTGUI:Main Menu>Preprocessor>Radiation Opts>Solution OptMain Menu>Radiation Opt> Radiosity Meth> Solution OptMain Menu>Solution> Radiation Opts> Solution OptЕсли решаемая задача имеет открытые полости, то следует задать температуру окружающейсреды или внешний пространственный узел для каждой полости.
Задайте температуру средыдля внешнего теплового излучения следующим образом:Команда:189SPCTEMPGUI:Main Menu>Preprocessor>Radiation Opts>Solution OptMain Menu>Radiation Opt> Radiosity Meth> Solution OptMain Menu>Solution> Radiation Opts> Solution OptКоманда SPCTEMP задает температуру среды для каждой полости. С помощью этойкоманды также можно просмотреть или удалить заданные температуры среды.Для того, чтобы задать пространственный узел для каждой полости выполните следующее:Команда:SPCNODGUI:Main Menu>Preprocessor>Radiation Opts>Solution OptMain Menu>Radiation Opt> Radiosity Meth> Solution OptMain Menu>Solution> Radiation Opts> Solution OptЕсли роль окружающей среды (теплоотвода) выполняет один из элементов модели, тонеобходимо задать пространственный узел для учета “утечек” тепла, имеющих место за счетлучистого теплообмена.
Для каждой полости необходимо задать свой пространственныйузел. Узел задается командой SPCNOD. Радиационный решатель воспринимает температурупространственного узла как температуру окружающей среды. Командой SPCNOD можнопросмотреть или удалить все заданные пространственные узлы.4.7.1.3. Задание опций для вычисления угловых коэффициентов.Вы можете задать различные опции для вычисления угловых коэффициентов для плоскихили объемных моделей следующим образом:Команда:HEMIOPTGUI:Main Menu> Preprocessor> Radiation Opts> View FactorMain Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> View FactorMain Menu> Solution> Radiation Opts> View Factor190HEMIOPT позволяет установить разрешение для вычисления угловых коэффициентов вобъемных моделях методом Hemicube.
По умолчанию разрешение равно 10. Увеличениевеличины разрешения увеличивает точность вычисления угловых коэффициентов.Команда:V2DOPTGUI:Main Menu> Preprocessor> Radiation Opts> View FactorMain Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> View FactorMain Menu> Solution> Radiation Opts> View FactorV2DOPT позволяет выбрать опции для определения угловых коэффициентов двумерныхмоделей. Тип геометрии может быть как планарный, так и осесимметричный (по умолчаниюпланарный).
Можно задать количество делений (20 по умолчанию) для осесимметричнойгеометрии. Эта команда также задает опцию видимости с экранированием или безэкранирования (по умолчанию с экранированием) и количество зон для вычисления угловыхкоэффициентов (по умолчанию 200).Можно вычислить новые угловые коэффициенты или использовать существующие. Дляэтого выполните следующее:Команда:VFOPTGUI:Main Menu> Preprocessor> Radiation Opts> View FactorMain Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> View FactorMain Menu> Solution> Radiation Opts> View FactorVFOPT, Opt позволяет вычислить новые значения угловых коэффициентов и записать их вфайл (Opt = NEW). Если угловые коэффициенты уже присутствуют в базе данных, этакоманда также позволяет отменить вычисление угловых коэффициентов (Opt = OFF).Вычисление угловых коэффициентов деактивируется программой (по умолчанию) длявторой и последующих команд SOLVE в /SOLU.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
