3 лр (1095724)
Текст из файла
Таким образом, мы решили задачу о распределении температур в поршне на режиме холостого хода. Аналогично этой задаче решается зада- ча о распределении температуры в поршне на номинальном режиме. Вопросы для самопроверки и практические задания 1.
Что такое граничные условия? 2. Каким образом задаются граничные условия в программной среде Алям И'огИЬепсЬ? 3. Граничные условия какого рода задаются при решении задач теплооб мена? 4. Последовательность каких команд определяет задание материала в проекте? 5. Какие свойства материала отвечают за корректное решение задачи о распределении температур? б. С помощью каких команд возможно настроить КЭМ в программной среде Атум И'огКЬепсЬ? 7. За что отвечает команда МАЛ вЂ” %ллем? 8. За что отвечает команда МезЬ вЂ” ЯеЯпетепй 9.
Каковы причины при возникновении ошибок при построении конечно-элементной сетки? 10. Какая функция позволяет осуществить равномерное построение сетки на поверхности модели? 11. Оцените влияние конечного элемента на результат расчета поля температур в поршне. Найдите оптимальное решение с точки зрения вре- мени расчета, точности, точности и времени расчета. 12. Получите распределение температур в поршне при реализации режима работы номинальной мощности и холостого хода. Сравните и проанализируйте результаты. 13. Оцените тепловые потоки, температурные градиенты в поршне при симуляции различных тепловых режимов работы.
Лабораторная работа № 3 ЗАДАЧА НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛОВОГО НАГРУЖЕНИЯ ПОРШНЯ Теоретическая часть При работе на неустановившихся режимах, характерных для эксплуатации большинства современных двигателей, тепловое состояние порш- 26 ня изменяется во времени, поэтому задача определения поля температур в отдельных точках в текущие моменты времени связана с решением уравнения теплопроводности, которое при постоянных теплофизических ха- рактеристиках материала имеет вид: К'Т+ — = —— д 1дт Я адг' где 7 — оператор Лапласа; а = А !(рс) — температуропроводность материала; Т вЂ” температура в точке; р,с, Я вЂ” соответственно плотность„теплоемкость, теплопроводность материала; Я вЂ” количество теплоты, выделяющейся в единице объема в единицу времени внутренними источниками теплоты (при их наличии); ~ — время.
Используя МКЭ, узловые температуры КЭМ модели поршня определим после решения системы дифференциальных уравнений: [С~ ~ ~+[К~[Т~+~Г~=О дг где [С1 — матрица теплоемкости КЭМ; [К1 — матрица теплопроводности КЭМ; гГ г — вектор тепловой нагрузки КЭМ. Для решения нестационарной задачи теплопроводности сначала решаем стационарную задачу. Узловые температуры КЭМ в начальный момент времени определяются после решения системы линейных уравнении: При решении нестационарной задачи теплопроводности определяется распределение температуры в поршне при изменении ГУ. Задание нестационарного нагружения на поршень будем осуществлять по следующей схеме: ° проведем стационарный расчет теплового состояния с ГУ, соответствующими режиму работы двигателя на холостом ходу; ° проведем нестационарный расчет поршня, выбрав в качестве на- чального теплового состояния результаты предыдущего расчета, а в качестве ГУ выберем условия теплообмена, соответствующие режиму работы двигателя на режиме номинальной мощности.
Практическая часть Для того чтобы установить связь между двумя расчетами, воспользуемся блочной компоновкой проекта. Для добавления нестационарного расчета в проект переходим в блок В и выбираем пункт 5о1ийоп. Нажав ПКМ 27 на Яо1ийоп, используем команду Тгапфег Г)а1а го Феи — Тгапяет' ТЬегта1 (Апюу5), после чего будет создан блок С нестационарного теплового расче- та (рис. 3.1). 2 'ф~ йеопмггу .-'~ а З:,Ф епднееппореа поргимеь у Щр оеопеЬу Ф 'ер гпогЫ *,е Гее зеир 'р 'Я ЗоЫоп 'У $Ф Пеаирг Режим «опоеуооеаоа ,-': — — Фа:ф.опароееуепрвегег '.
ьаи а м 3 ~ ер Еееепео"р * -ер бя загар 'г р '$$ ЗоЫоп р Яр йеаийа гаагружемме Рис. 3.1. Окно проекта после добавления нестационарного расчета 28 Отметим, что модель, сетка и материал поршня скопировались из предыдущего расчета, и не требуют корректировки, о чем свидетельствуют зеленые галочки напротив этих пунктов 1справа строки). ф ° Для проведения расчета Й- в65 мо~Ы (64, с4) выбираем в блоке С пункт оа ~геаер ьаЕОГЙЕьг у 5еь-'р и нажимаем ПКМ— Г+з - ..;-,,', СоорсЬи1е Бу51епуз Мф ИеФ Ф. Е'ек- . Открывается при- 6В Иеоуед 5ейсЬхю вычное графическое окно прог+1-,~ режимнолостогакоде(65)(65) екта.
Теперь это дерево со'ь+3 -.:;::Я Набрас нагрузки (С5) держит нестационарную задаРис. 3.2. Дерево моделирования чу теплообмена Тгапяеп1 ТЬегнестационарного расчета та1 (рис. 3.2). Поскольку мы планируем в качестве ГУ, так же как и в предыдущем расчете, использовать коэффициент теплообмена и температуру окружающей среды, то выполним копирование нагрузок из блока В5. Для этого выделим все нагрузки в стационарном расчете и нажмем Сору. После этой процедуры выделим анализ С5 1нестационарный расчет) и через ПКМ выберем Райе. Так как скопировались ГУ со значениями холостого хода, необходимо провести изменения и установить новые значения, соответствующие режиму работы двигателя на номинальной мощности. При нестационарном расчете необходимо задаваться начальной температурой, конечным временем расчета и расчетным шагом (интервалом).
На каждом расчетном шаге, то есть на каждом временном интервале, будут получены результаты. :.—.!, Мер Сеппе!з Гз 'ь,бове,"""'" ~сшгелгйерЙшсьег ',1., „...,.„...,.„,,„..., текущий шаг ,|ее|1 я е, й о--г;.--Б,.„-;„--------, О..----------~ ....,.„ю,.б....,. !0егзейу !Тесте ...,, „,,„,, управление шагом по времени , '!ЛК!Е! Т!ВЕ ЬгЕр !1 З з ...,,, НаЧапЬНЬй Ш ат ;з 1'" з !Мек!~вчв1зее егер .1,5з „,,, „., максимальный шаг ! Т!ВЕ гисуаьап ! ОЛ з,, „...,,, ИитЕГрнрОВаинв ПО ВРЕМЕНИ зе! Ы, Богеег Сгнагегз ~1з ""т" "" " """ """",'Г" с" Гам'-"~ з з з ~...„.,тз,.
з,~, ~ з е е ~ з нее! солхещепсе ! Ргсуев селеш!ей,, „„,, „..., контроль теплового потока з з ~я с мь "~ а,д цз~ , 'сТле сеагсЬ ! Рвуев Соя!го!!ег! , И оп!веас Есгвч!егвл ! Ргсуав Солгггк!еО Ей О игре! Сои!гоге Са!сч!е!е ТЬегве! Еьгк ''тез,, „,, подсчет теплового потока ! се!сч!еге лезу!гзА! !А! тесе Ровш . „, „, подсчет температур дпя кахгдого шага ~ сеоье его~аз в мевву !йеге!1Йечег „„„, „, „„„, „настройка хранения результатов СЧ АпеГуз!з веге Меперевеп! ;Боьегевезгягесгву !нлрго!еогттгг.бух Йезсье! тгчячтезо., ф -, путь директории с решаемой задачей , 'Ечгше Ало!узе 1„Иоле ! Боге!он згкзег БЬз ангес!му и ю~~твт )з е...,,, «Р з з '.ж Юе!еге !гллееееО Ейшз .
Уез Е Йслвлеаг зоЫол г Ио ~аа зк ";ГГТ "В„-",,— „„...'..—,., ~.~ з н«ю ' Бс!хег Ыв! Баггов ойз !Нз «ь(з ~!~ оз 1!я! Гюмесг!ойгтеззззчиет! ! л!злсзо настроика Рис. 3.4. Параметры настройки анализа 29 Начальные температуры будут заимствованы из предыдущего расчета. В этом можно убедиться, посмотрев в дереве проекта строку 1гтгТга1 Тетрекаеиге ЕпигоптепЕ (начальная температура) (рис. 3.3). Строка Тгте указывает временной шаг, из которого будут читаться температуры модели. В данном случае этот параметр стоит по умолчанию. НбейиТвотз Что касается строки 1„!и!!га! тегпрега!ьке 1мопцпйпйтегпрега!мг 1тйаг Тетрегапгге, она ингр!пг!га! Тептреге!иге Епчйопгпеп! 'Режим нолоотоео иода г85! формирует что начальная температура модели нерав! Тглте !1„в Рис.
3.3. Параметры настройки номерна. начальной температуры расчета Основные настройки решаемой задачи производятся в окне Ы! дпа!Уй!й ~ест!пЯ5 (рис. 3.4). Первый пункт Яер Сопгго1 позволяет настраивать количество шагов решения и индивидуальные особенности для каждого расчетного шага. Второй пункт ЯоЬег Соп1го1 управляет опциями решателя. В Атум И'оИЙепеЬ используются два решателя: прямой (Т)1гее~ ЯоЬег) и итерационный (ИегаГйе ЯоЬег).
Третий пункт Хоп11пеаг Соп1го1 используется для контроля сходимости при решении задач. По умолчанию установлено значение, контролируемое программно. Для задания собственного критерия необходимо выбрать и изменить режим Ргорат Соп~гоПеЫ на Оп и установить величину критерия сходимости. Пункт Ои1ри1 Соп1го1 позволяет расчетчику настроить результаты исследования согласно его требованиям. То есть у пользователя имеется возможность выводить лишь те данные, которые его интересуют. Кроме того, существует дополнительная возможность рассчитывать результаты час- тично для указанных шагов, что позволяет сэкономить машинное время. После настройки исходных данных настроим выходные результаты и запустим расчет нестационарного теплообмена.
После выполнения расчета дерево построения Опйше должно выглядеть подобно рис. 3.5. В строках Тетрега1иге— 1=)- ~~~ ««« Я „, 1 50Мюп 1Могаа1юп 61оЬа1 тах1тит и Тетрега1иге— 4" Тепре~абхе - ЯоЬа! Иах~еов 61оЬа1 т1п1тит содержатся ре,е ; тел'Ре'в~""е ~~0~НМ'и''в"в' зультаты расчета глобального „4~3 Т6%регв1иГ6 4ф То~а1 Нм1 Них максимума и минимума температуры поршня. Наведение кур- Рис. 3.5. Дерево результатов расчета сора на одну из этих строчек вызывает графическое окно, которое содержит график изменения температуры глобального максимума в зависимости от времени нагружения (рис.
3.6). Кроме того, на вкладке дополнительного окна ТаЬи1аг.0а1а находится табулированное значение глобального максимума температуры модели. Для того чтобы оценить изменение температуры в интересующей нас точке, воспользуемся еще одной дополнительной функцией — Проба. Выполним команду оо1ийоп — 1плег1 — РгоЬе. В появившемся окне Е)е1а11з о1' "ТаЬи1аг.0а1а" (рис.
3.7) укажем интересующие нас геометрические объекты и нажмем "Арр1у". 30 Рис. 3.6. Окно результатов расчета Я~ Ое6гп6оп 'Я~ ОР6Опа 1131ар1ау Т1вте 1Еги3 Т1пте ~ ора6а1 ЯеэоЫоп~ 0ае Мах1вов Рис. 3.7. Окно настройки пробы Для раздельного выбора точек, линий, поверхностей или тел используется фильтр выбора геометрии. Панель его выглядит следующим образом В':39::::,:В'::, Для того чтобы программа вычислила результаты изменения температуры в указанных точках, выполняем команду Тетрега1иге РгоБе— Еь а1иа~е аП гезий. Аналогично с рис.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
