Creo Simulate > Руководство по проверке в Creo Simulate > Задача стационарного теплового анализа
  
Задача стационарного теплового анализа
В этой главе рассматриваются задачи теплового анализа и результаты Thermal. В стационарном тепловом анализе Thermal вычисляет тепловой отклик вашей модели на указанные тепловые нагрузки при указанных ограничениях. Thermal также автоматически вычисляет все предопределенные измерения для модели.
В данной главе описаны следующие модели.
mvts001: охлаждающий 3D-стабилизатор с элементом балки
mvts002: 2D-плиты с конвекцией
mvts003: осесимметричный 2D-цилиндр с заданным потоком
mvts004: осесимметричный пустотелый 2D-цилиндр с центральным тепловым источником
mvts005: 2D единичная толщина температуры двухслойной стены
mvts006: охлаждающий 3D-стабилизатор с объемными элементами
mvts007: 3D распределение температуры твердотельного цилиндра
mvts008: 3D-оболочка с заданной температурой
mvts001: охлаждающий 3D-стабилизатор с элементом балки
Тип анализа:
Стационарный тепловой
Тип модели:
3D
Сравнение:
ANSYS № 95
Ссылка:
Kreith, F. "Principles of Heat Transfer" (Крейт Ф. Принципы теплопередачи) (на английском языке). 2-е издание PA: International Textbook Co., 1959 г.
Описание:
Охлаждающий стабилизатор квадратной поперечной площади окружается жидкостью; с одного конца поддерживается определенный уровень температуры, а другой конец изолируется. Найдите температуру на изолированной вершине, B.
Спецификации
Тип элемента:
балка (1)
Единицы измерения:
час фут Btu F
Размеры:
длина: 0,6666
Свойства балки:
Площадь: 0,00694
IYY: 0
Сдвиг FY: 0
Расстояние изгиба CY: 0
J: 0
IZZ: 0
Сдвиг FZ: 0
Расстояние изгиба CZ: 0
Свойства материала:
Массовая плотность: 1
Цена на единицу измерения массы: 0
Модуль Юнга: 0
Коэффициент Пуассона: 0
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 25
Заданные температуры:
Расположение/величина:
therm_constr1
размещенный в точке A: 100
Условия конвекции:
Расположение/Коэффициент конвекции:
Температура окружающей среды
therm_constr1
размещенный на кривой A-B: 0,333332
0
Сравнение данных результатов
Теория
ANSYS
Тепловой
% Разность
Температура в вершине B (m = tip_temp)
68,594
68,618
68,582
0,0174 %
Сходимость %: 0,0 % по индексу локальной температуры/энергии
Макс Р: 5
Число уравнений: 5
mvts002: 2D-плита с конвекцией
Тип анализа:
Стационарный тепловой
Тип модели:
2D-плита
Ссылка:
NAFEMS, FEBSTA, № T4
Описание:
Плита с равномерной толщиной изолируется с одной стороны и окружается с двух других жидкостью. На четвертой стороне поддерживается определенная температура. Найдите температуру в точке E.
Спецификации
Тип элемента:
2D-плита (2)
Единицы измерения:
час м Вт C
Размеры:
длина: 1,0
ширина: 0,6
Свойства материала:
Массовая плотность: 0,08
Цена на единицу измерения массы: 0
Модуль Юнга: 0
Коэффициент Пуассона: 0
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 52
Заданные температуры:
Расположение/величина:
therm_constr1
размещенный на кривой A-B: 100
Условия конвекции:
Расположение/Коэффициент конвекции:
Температура окружающей среды
therm_constr1
размещение на кривых C-D, B-E, C-E: 750
0
Сравнение данных результатов
Теория
Тепловой
% Разность
Температура в точке E (m = pt_e_temp)
18,3
18,15
0,81 %
Сходимость %: 2,0 % по индексу локальной температуры/энергии
Макс Р: 9
Число уравнений: 84
mvts003: осесимметричный 2D-цилиндр с заданным потоком
Тип анализа:
Стационарный тепловой
Тип модели:
2D-осесимметричная
Ссылка:
NAFEMS, BMTTA(S), № 15(i)
Описание:
Цилиндр с заданным тепловым потоком вокруг части границы. На нижней стороне поддерживается определенная температура, а вершина изолируется. Найдите температуру в точке E.
Спецификации
Тип элемента:
Твердое 2D-тело (2)
Единицы измерения:
час м Вт C
Размеры:
внутренний радиус: 0,0
наружный радиус: 0,1
высота: 0,05
Свойства материала:
Массовая плотность: 7850
Цена на единицу измерения массы: 0
Модуль Юнга: 0
Коэффициент Пуассона: 0
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 52
Заданные температуры:
Расположение/величина:
therm_constr1
размещенный на кривой A-B: 0
Тепловые нагрузки
Расположение/величина:
Распределение
Закон распределения:
therm_load1
размещенный на кривой C-E: 500000
теплота/время на единицу измерения площади
равномерный
Сравнение данных результатов
Теория
Тепловой
% Разность
Температура в целевой точке E (m = target_pt_temp)
213,6
213,82
0,1 %
Сходимость %: 0,0 % по индексу локальной температуры/энергии
Макс Р: 9
Число уравнений: 80
mvts004: осесимметричный пустотелый 2D-цилиндр с центральным тепловым источником
Тип анализа:
Стационарный тепловой
Тип модели:
2D осесимметричный
Ссылка:
NAFEMS, BMTTA(S), № 15 (iii)
Описание:
Пустотелый цилиндр имеет заданный тепловой поток над центральной частью внутренней поверхности; концы изолированы. Вершина, низ и внешняя поверхности поддерживаются при равномерной температуре. Поиск температуры в точке G.
Спецификации
Тип элемента:
Твердое 2D-тело (2)
Единицы измерения:
час м Вт C
Размеры:
внутренний радиус: 0,02
наружный радиус: 0,1
высота: 0,14
Свойства материала:
Массовая плотность: 7850
Цена на единицу измерения массы: 0
Модуль Юнга: 0
Коэффициент Пуассона: 0
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 52
Заданные температуры:
Расположение/величина:
Therm_constr1
размещенный на кривых A-B, B-C и C-D: 0
Тепловые нагрузки
Расположение/величина:
Распределение
Закон распределения:
Therm_load1
размещенный на кривой E-F: 500000
теплота/время на единицу измерения площади
равномерный
Сравнение данных результатов
Теория
Тепловой
% Разность
Температура в целевой точке G (m = target_pt_temp)
59,82
59,84
0,03 %
Сходимость %: 0,0 % по индексу локальной температуры/энергии
Макс Р: 9
Число уравнений: 133
mvts005: 2D единичная толщина температуры двухслойной стены
Тип анализа:
Стационарный тепловой
Тип модели:
2D единичная толщина
Сравнение:
ANSYS № 92
Ссылка:
Kreith, F. "Principles of Heat Transfer" (Крейт Ф. Принципы теплопередачи) (на английском языке). Издание 2-е. PA: International Textbook Co., 1959 г.
Описание:
Двухслойная стена окружена на внутренней и внешней поверхности нагретой жидкостью; концы изолированы. Поиск температур на внутренней и внешней поверхностях.
Спецификации
Тип элемента:
Твердое 2D-тело (2)
Единицы измерения:
час фут Btu F
Размеры:
толщина слоя 1: 0,75
толщина слоя 2: 0,416666
Свойства материала:
Массовая плотность: 1
Цена на единицу измерения массы: 0
Модуль Юнга: 0
Коэффициент Пуассона: 0
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость:
слой 1 (K1): 0,8
слой 2 (K2): 0,1
Условия конвекции:
Расположение/Коэффициент конвекции:
Температура окружающей среды
Therm_constr1
размещенный на кривой A-B: 12
размещенный на кривой C-D: 2
3000
80
Сравнение данных результатов
Теория
ANSYS
Тепловой
% Разность
Температура на внутренней поверхности (m = inner_temp_1)
2957
2957,2
2957,2
0,006 %
Температура на внешней поверхности (m = outer_temp_1)
336
336,7
336,7
0,2 %
Сходимость %: 0,0 % по индексу локальной температуры/энергии
Макс Р: 2
Число уравнений: 13
mvts006: охлаждающий 3D-стабилизатор с объемными элементами
Тип анализа:
Стационарный тепловой
Тип модели:
3D
Сравнение:
ANSYS № 96
Ссылка:
Kreith, F. "Principles of Heat Transfer" (Крейт Ф. Принципы теплопередачи) (на английском языке). 2-е издание PA: International Textbook Co., 1959 г.
Описание:
Охлаждающий стабилизатор квадратной поперечной площади окружается жидкостью; с одного конца поддерживается определенный уровень температуры, а другой конец изолируется. Найдите температуру на изолированной вершине (поверхность EFGH).
Спецификации
Тип элемента:
твердое тело (2)
Единицы измерения:
час фут Btu F
Размеры:
длина: 0,6666
ширина: 0,083333
высота: 0,083333
Свойства материала:
Массовая плотность: 1
Цена на единицу измерения массы: 0
Модуль Юнга: 0
Коэффициент Пуассона: 0
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 25
Заданные температуры:
Расположение/величина:
thermal_constr1
размещенный на поверхности ABCD: 100
Условия конвекции:
Расположение/величина:
Температура окружающей среды
therm_constr1
размещенный на всех внешних поверхностях кроме поверхностей ABCD и EFGH: 1
0
Сравнение данных результатов
Теория
ANSYS
Тепловой
% Разность
Температура в вершине (m = tip_temp_1)
68,592
68,618
68,533
0,09 %
Сходимость %: 0,0 % по индексу локальной температуры/энергии
Макс Р: 8
Число уравнений: 998
mvts007: 3D распределение температуры твердотельного цилиндра
Тип анализа:
Стационарный тепловой
Тип модели:
3D
Сравнение:
ANSYS № 101
Ссылка:
Schneider, P. J. "Conduction Heat Transfer" (Шнайдер П.Дж. Проводимость при теплопередаче) (на английском языке). Издание 2-е. MA: Addison-Wesley Publishing Co., Inc., 1957 г.
Описание:
Короткий твердотельный цилиндр подвергается заданным температурам над всеми поверхностями. Поиск распределения температуры в цилиндре.
Спецификации
Тип элемента:
твердое тело (2)
Единицы измерения:
час фут Btu F
Размеры:
наружный радиус: 0,5
высота: 0,5
Свойства материала:
Массовая плотность: 1
Цена на единицу измерения массы: 0
Модуль Юнга: 0
Коэффициент Пуассона: 0
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 1,0
Заданные температуры:
Расположение/величина:
therm_constr1
размещенный на поверхности EMN (вершина): 40
размещенный на поверхностях AKL (низ) и KLMN (внешняя поверхность): 0
Сравнение данных результатов
Теория
ANSYS
Тепловой
% Разность
Точка A (m = node_1_temp)
0
0
0,0
0,0 %
Точка B (m = node_11_temp)
6,8
7,4427
6,8577
0,84 %
Точка C (m = node_21_temp)
15,6
16,361
15,4406
1 %
Точка D (m = node_31_temp)
26,8
27,411
26,4951
1,13 %
Точка E (m = node_41_temp)
40
40
40,0
0,0 %
Сходимость %: 1,4 % по индексу локальной температуры/энергии
Макс Р: 9
Число уравнений: 622
mvts008: 3D-оболочка с заданной температурой
Тип анализа:
Стационарный тепловой
Тип модели:
3D
Ссылка:
NAFEMS, BMTTA(S), № 9(i)
Описание:
Плита имеет заданную температуру, распределенную равномерно по всей ее границе. Внутренняя теплота не генерируется. Найдите температуру в точке E.
Спецификации
Тип элемента:
оболочка (10)
Единицы измерения:
час м Вт C
Размеры:
длина: 0,6
ширина: 0,4
толщина: 1
Свойства материала:
Массовая плотность: 7850
Цена на единицу измерения массы: 0
Модуль Юнга: 0
Коэффициент Пуассона: 0
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 52
Заданные температуры:
Расположение/величина:
therm_constr1
размещенный на кривой A-B: 1000
размещенный на кривых A-D, C-D и B-C: 0
Сравнение данных результатов
Теория
Тепловой
% Разность
Температура в целевой точке E (m = target_pt_temp)
260,5
260,4192
0,03 %
Сходимость %: 1,8 % по индексу локальной температуры и энергии
Макс Р: 9
Число уравнений: 341