Руководство по решению тепловых, сопряженных, гидрогазодинамических задач (1050672), страница 36
Текст из файла (страница 36)
После выполнения первой командыSOLVE, ANSYS использует угловые коэффициенты присутствующие в базе данных, еслиэти коэффициенты не были переписаны командой VFOPT.4.7.1.4. Вычисление и запрос угловых коэффициентов.Следующий шаг – вычисление угловых коэффициентов. Вы можете запросить базу данныхугловых коэффициентов и вычислить средние угловые коэффициенты.Для вычисления и сохранения угловых коэффициентов выполните следующее:191Команда:VFCALCGUI:Main Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> ComputeВыведете вычисленные угловые коэффициенты для выбранных элементов источника и цели,запросив базу данных угловых коэффициентов и вычислите средние значения угловыхкоэффициентов.Команда:VFQUERYGUI:Main Menu> Radiation Opt> Radiosity Meth> QueryВы можете найти расчетные величины средних угловых коэффициентов командой*GET,Par,RAD,,VFAVG.4.7.1.5.
Задание опций нагружения.Следующий шаг – задание начальной температуры модели. Затем нужно задать количествоили размер временных шагов и линейный метод нагружения.Для задания общей для всех узлов температуры выполните следующее:Команда:TUNIFGUI:Main Menu> Solution> Define Loads> Settings> Uniform TempУстановите количество или размер временных шагов используя один из предлагаемыхметодов:Команды:NSUBST or DELTIMGUI:Main Menu> Preprocessor> Loads> Load Step Opts> Time/Frequenc> Freq and Substps orTime and SubstpsMain Menu> Preprocessor> Loads> Load Step Opts> Time/Frequenc> Time-Time Step192Вследствие высокой нелинейности природы излучения, Вы должны задать линейные(ramped) граничные условия. Для этого выполните следующее:Команда:KBCGUI:Main Menu> Preprocessor> Loads> Load Step Opts> Time/Frequenc> Time-Time Step4.7.2.
Дальнейшие рекомендации для решения стационарных задач.Для задач лучистого теплообмена, в которых в качестве граничных условий используютсятолько тепловые потоки или плотности тепловых потоков и лучистый теплообмен являетсядоминантным (например в случае низкой теплопроводности), задача стационарноготеплообмена решается ложным нестационарным методом.Анализ должен включать следующие три шага:1.Задайте командой MP постоянную плотность и теплопроводность для модели.Следует использовать типичные значения плотности и теплоемкости. Точные значенияплотности и теплоемкости не важны, поскольку эта задача является приближениемстационарного решения.2.Задайте нестационарный анализ.Команда:ANTYPEGUI:Main Menu> Solution> Analysis Type> New Analysis3.Запустите квазистационарный анализ одним из предлагаемых методов.Команда:QSOPTGUI:Main Menu> Preprocessor> Loads> Load Step Opts> Time/Frequenc> Quasi-StaticКоманда доступна если SOLCONTROL,ON.
Вы можете установить допустимое отклонениестационарной температуры командой OPNCONTROL. В зависимости от свойствматериалов модели (таких как плотность, теплоемкость и тепловая проводимость) изменениятемпературы могут быть малы в начале нестационарного анализа. Можно получить решениезадачи перед достижением истинного стационарного состояния, если QSOPT,ON и времяокончания решения задано по умолчанию (TIME = 1). Для получения истинногостационарного решения используйте один из предлагаемых методов:193••Сделайте меньше допустимое отклонение стационарной температурыкомандой OPNCONTROL, но будьте осторожны, поскольку достижение истинногостационарного состояния требует продолжительного времени.Увеличьте финальное время (TIME) и размер временного шага (DELTIM) длятого, чтобы большие температурные изменения были зафиксированы в более позднее время.4.8.
Пример решения двумерной стационарной задачи лучистоготеплообмена с помощью радиационного решателя (командный метод).В этом разделе описывается решение стационарной задачи лучистого теплообменакольцевого зазора с помощью радиационного решателя. Задачу можно решитьпоследовательным выполнением, предлагаемых команд в интерактивном режиме. Можнотакже записать приведенные ниже команды в текстовый файл и выполнить его в ANSYS –так называемый режим пакетной обработки команд.4.8.1. Описание примера.В этом примере рассматривается две круглые кольцеобразные детали, излучающие друг надруга. Коэффициент излучения внешней поверхности внутреннего кольца равен 0.9.Температура внутренней поверхности этого кольца поддерживается при температуре 1500°F.Коэффициент излучения внутренней поверхности внешнего кольца равен 0.7 и температуравнешней поверхности этого кольца поддерживается при температуре 100°F.
Температураполости между кольцами поддерживается равной 70°F.Кольцевой зазор.4.8.2. Команды для создания и решения модели.Следующая последовательность команд ANSYS создает и решает модель конечныхэлементов. Текст, следующий после восклицательного знака является комментарием./TITLE, Теплообмен излучением в кольцевом зазоре.! Пример двумерного анализа лучистого теплообмена использующего радиационный метод./PREP7194CYL4,0,0,.5,0,.25,180! Кольцо 1CYL4,0.2,0,1,0,.75,180! Кольцо 2ET,1,PLANE55! плоский тепловой элементLSEL,S,LINE,,1SFL,ALL,RDSF,.9, ,1,! Граничное условие излучения на внутреннее кольцоLSEL,S,LINE,,7SFL,ALL,RDSF,.7, ,1,! Граничное условие излучения на внешнее кольцоLSEL,S,LINE,,3DL,ALL, ,TEMP,1500,1! Температура на внутреннее кольцоLSEL,S,LINE,,5DL,ALL, ,TEMP,100,1! Температура на внешнее кольцоALLSELSTEF,0.119E-10TOFFST,460RADOPT,0.5,0.01,0,SPCTEMP,1,70V2DOPT,0.0,0,0,! Постоянная Стефана - Больцмана! Смещение температуры! Опции радиационного решателя! Пространственная температура для полости 1! опции фактора видимостиESIZE,0.05,AMESH,ALLMP,KXX,1,.1! теплопроводностьFINISH/SOLUTIME,1DELTIM,.5,.1,1NEQIT,1000SOLVEFINISH/POST1195ASEL,S,AREA,,1NSLA,S,1PRNSOL,TEMPFINISH196Руководство погидрогазодинамическому модулю ANSYS/FLOTRAN1.
Обзор FLOTRAN CFD1.1. Что такое FLOTRAN CFDПрограмма FLOTRAN и модуль FLOTRAN CFD (расчетная гидродинамика) программыANSYS предлагают всесторонние инструментальные средства для анализа двумерных итрехмерных полей потока жидкости или газа. Используя элементы FLUID141 и FLUID142модуля FLOTRAN CFD можно решить следующие задачи:• Расчет аэродинамических поверхностей.• Течение в сверхзвуковых соплах.• Комплексные трехмерные течения в колене трубы.Дополнительно вы можете использовать средства ANSYS и ANSYS FLOTRAN длявыполнения задач, включающих:• Расчет давления газа и распределения температур в выхлопном патрубке двигателя• Изучение температурной стратификации и разрывов в трубопроводных системах.• Определение возможности теплового удара.• Анализ естественной конвекции для определения тепловой производительностимикросхем.• Расчет теплообменников.1.2.
Виды анализа FLOTRANаСуществуют следующие типы анализа во FLOTRANе:• Ламинарный и турбулентный• Тепловой или адиабатный• Сжимаемый, несжимаемый• Ньютонов, не Ньютонов• Тепломассоперенос многокомпонентной жидкости (газа).Эти типы анализа не являются взаимоисключающими. Например, ламинарное течение можетбыть как тепловым, так и адиабатным. Турбулентное течение может быть как сжимаемым,так и несжимаемым.Для решения любой задачи, включающей движение жидкости, используйте команду илимаршрут GUI приведенный ниже.Команда:FLDATA1,SOLU,FLOW,TRUEGUI:Main Menu> Solution> FLOTRAN Set Up> Solution Options1.2.1. Ламинарное течение.Ламинарный режим течения характерен упорядоченным плавным течением жидкости, как ввысоко вязких, медленно протекающих потоках.
Также может быть ламинарным течениенекоторых масел.1.2.2. Турбулентное течение.Турбулентный режим течения характерен так называемыми турбулентными флуктуациями,вызванными высокой скоростью потока и низкой вязкостью жидкости (газа). Модель197турбулентности, заданная в ANSYS системой двух уравнений, позволяет учитывать эффекттурбулентной флуктуации скорости потока.Ламинарное или турбулентное течение рассматривается как несжимаемое (incompressible),если плотность жидкости (газа) постоянна или жидкость расходует небольшую энергию длясжатия потока.
Температурное уравнение для несжимаемого потока пренебрегаетизменениями кинетической энергии и вязкостным рассеянием.1.2.3. Тепловой анализ.Зачастую нет необходимости определять распределение температур в поле потока. Еслисвойства текучей среды не зависят от температуры, то задача не нуждается в решениитемпературного уравнения. В задачах сопряженного теплообмена уравнение температурырешается как в области текучей среды, так и в твердой области.В задачах естественного конвективного теплообмена, поток возникает в основном из-заналичия градиента плотности, вызванного вариациями температур. Большинство задачестественного конвективного теплообмена, в отличие от вынужденной конвекции, не имеетвнешне заданного источника потока.1.2.4.
Сжимаемое течение.Для газовых потоков с высокой скоростью течения, изменения плотности вследствиевысоких градиентов давления значительно влияет на природу поля течения. ANSYSиспользует другой алгоритм решения для сжимаемого течения.1.2.5. Неньютоновское течениеДля решения так называемых неньютоновских течений, программа ANSYS обеспечивает тривязкостных модели и программируемую пользователем подпрограмму.1.2.6. Многофазные течения.Анализ многофазных течений полезен при изучении поведения примесей в потоке жидкости.Также анализ многофазных течений можно проводить при изучении теплообменника вкотором используются две или более жидкости, разделенные стенками.1.3.
О маршрутах GUI и синтаксисе команд.В этом документе Вы найдете ссылки на команды ANSYS и эквивалентный маршрут GUI(графический интерфейс пользователя). Такие ссылки показывают только имя команды,поскольку редко возникают ситуации, при которых необходимо задавать все аргументы.Полное описание команд ANSYS смотрите в справочнике команд (ANSYS CommandsReference).Маршруты GUI показаны настолько подробно, насколько это возможно. Во многих случаяхвыбор предлагаемого маршрута GUI выполнит желаемую функцию. В других случаяхрезультатом выбора маршрута GUI станет появление меню или диалогового окна, в которомнеобходимо будет выбрать дополнительные опции для реализации специфики, решаемойзадачи.Для всех типов решаемых задач, описанных в этом справочнике, задавайте симулируемыйматериал, используя интуитивно понятный интерфейс модели материала. Этот интерфейсиспользует иерархическую древовидную структуру категорий материала, используя которуюбез труда можно выбрать соответствующую модель материала для решаемой задачи.198Подробную информацию об интерфейсе модели материала можно найти в справочнике поосновному анализу (ANSYS Basic Analysis Guide) раздел интерфейс модели материала(Material Model Interface).Глава 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
