Ansys--热耦合

ansys热力耦合分析单元简介

SOLID5－三维耦合场实体

具有三维磁场、温度场、电场、压电场和结构场之间有限耦合的功能。本单元由8个节点定义，每个节点有6个自由度。在静态磁场分析中，可以使用标量势公式（对于简化的RSP，微分的DSP，通用的GSP）。在结构和压电分析中，具有大变形的应力钢化功能。与其相似的耦合场单元有PLANE13、SOLID62和SOLID98。

INFIN9－二维无限边界

用于模拟一个二维无界问题的开放边界。具有两个节点，每个节点上带有磁向量势或温度自由度。所依附的单元类型可以为PLANE13和PLANE53磁单元，或PLANE55和PLANE77和PLANE35热单元。使用磁自由度（ＡＺ）时，分析可以是线性的也可以是非线性的，静态的或动态的。使用热自由度时，只能进行线性稳态分析。

PLANE13－二维耦合场实体

具有二维磁场、温度场、电场和结构场之间有限耦合的功能。由4个节点定义，每个节点可达到4个自由度。具有非线性磁场功能，可用于模拟B－H曲线和永久磁铁去磁曲线。具有大变形和应力钢化功能。当用于纯结构分析时，具有大变形功能，相似的耦合场单元有SOLID5、SOLID98和SOLID62。

LINK31－辐射线单元

用于模拟空间两点间辐射热流率的单轴单元。每个节点有一个自由度。可用于二维（平面或轴对称）或三维的、稳态的或瞬态的热分析问题。

允许形状因子和面积分别乘以温度的经验公式是有效的。发射率可与温度相关。如果包含热辐射单元的模型还需要进行结构分析，辐射单元应当被一个等效的或（空）结构单元所代替。

LINK32－二维传导杆

用于两节点间热传导的单轴单元。该单元每个节点只有一个温度自由度。可用于二维（平面或轴对称）稳态或瞬态的热分析问题。

如果包含热传导杆单元的模型还需进行结构分析，该单元可被一个等效的结构单元所代替。

LINK33－三维传导杆

用于节点间热传导的单轴单元。该单元每个节点只有一个温度自由度。可用于稳态或瞬态的热分析问题。

如果包含热传导杆单元的模型还需进行结构分析，该单元可被一个等效的结构单元所代替。

LINK34－对流线单元

用于模拟节点间热对流的单轴单元。该单元每个节点只有一个温度自由度。热对流杆单元可用于二维（平面或轴对称）或三维、稳态或瞬态的热分析问题。

如果包含热对流单元的模型还需要进行结构分析，热对流单元可被一个等效（或空）的结构单元所代替。单元的对流换热系数可分为非线性，即对流换热系数是温度或时间的函数。

PLANE35－二维六节点三角形热实体

它是一个与八节点PLANE77单元兼容的三角形单元。适用于形状不规则的模型（例如从不同的CAD/CAM系统产生的模型）划分网格。只有一个温度自由度。

适用于二维的稳态或瞬态热分析。如果包含该单元的模型还需进行结构分析，可被一个等效的结构单元（如PLANE2）所代替。可用作平面单元或轴对称环单元。

INFIN47－三维无限边界

用于模拟无边界场问题的开放边界。其单元形状为四节点四边形或三节点三角形，每个节点可以有磁势或温度自由度。所依附的单元类型可以是SOLID5、SOLID96或SOLID98磁单元，也可以是SOLID70、SOLID90或SOLID87热实体单元。具有磁自由度时，可以进行线性或非线性静态分析。具有热自由度时，只能进行静态分析（线性或非线性）。

PLANE55－二维热实体

可作为一个具有二维热传导能力的平面或轴对称环单元使用。具有四个节点，每个节点只有一个温度自由度。

可用于二维稳态或瞬态热分析问题，并可以补偿由于恒定速度场带来的质量输运热流。如果包含热单元的模型还需进行结构分析，该单元应当被一个等效的结构单元（如PLANE42）所代替。

此单元有一个选项，用来模拟通过多孔介质的非线性稳态流动（渗流）。此时，原有的热参数被解释成相似的流体流动参数。

SHELL57－热壳

三维的具有面内导热能力的单元，具有四个节点，每个节点一个温度自由度。该单元可用于三维的稳态或瞬态的热分析问题。

如果包含本单元的模型还需要进行结构分析，可被一个等效的结构单元代替（如SHELL63）所代替。如果面内及横向的导热都需要考虑的话，则需要使用实体单元SOLID70或SOLID90。

SOLID70－三维热实体 具有八个节点，每个节点一个温度自由度。该单元可用于三维的稳态或瞬态的热分析问题，并可补偿由于恒定速度场质量输运带来的热流损失。如果包含热实体单元的模型还需进行结构分析，可被一个等效的结构单元（如SOLID45）所代替

此单元有一个选项，用来模拟通过多孔介质的非线性稳态流动。此时，原有的热参数被解释成相似的流体流动参数。例如，温度自由度等效为压力自由度。

MASS71－热质量

点单元，只有一个温度自由度。具有热容但忽略内部热阻的物体，如果其内部无明显的温度梯度，则可使用热质量单元来模拟它以进行瞬态热分析。该单元还有一个功能，即温度与

热产生率相关的能力。可用于一维、二维或三维的稳态或瞬态热分析。

在稳态求解中，它只起到温度相关的热源或热的接收器的作用。其它在热分析问题中有特殊用途的单元为COMBIN14和COMBIN40。

如果包含热质量单元的模型还需要进行结构分析，该单元可被一个等效的结构单元所代替（如MASS21）。

PLANE75－轴对称谐分析热实体

可作为具有三维导热能力的轴对称单元使用。有四个节点，每个节点只有一个温度自由度。它是PLANE55单元轴对称型的一般形式，可承受非轴对称载荷。在剪切偏移中描述了各种载荷情况。

该单元可用于二维轴对称的稳态或瞬态热分析问题。其等效结构单元如PLANE25，相似的带中间节点的单元是PLANE78。

PLANE77－二维八节点热实体

是PLANE55的高阶形式，每个节点只有一个温度自由度。八节点单元有协调的温度形函数，尤其适用于描述弯曲的边界。

PLANE78－八节点轴对称谐分析热实体

可作为具有三维导热能力的轴对称单元使用。每个节点只有一个温度自由度。它是PLANE77单元的一般形式，可承受非轴对称载荷。在剪切偏移中描述了各种载荷情况。 八节点单元有协调的温度形函数，尤其适用于描述弯曲的边界。

该单元可用于二维轴对称的稳态或瞬态热分析问题。其等效结构单元如PLANE83。

SOLID87－三维十节点四面体热实体

特别适合于对不规则的模型（例如从不同的CAD/CAM系统产生的模型）划分网格。每个节点只有一个温度自由度。

可用于三维的热稳态或瞬态分析问题，其等效的结构单元如SOLID92。

SOLID90－三维二十节点热实体

三维的八节点热单元SOLID70的高阶形式。二十个节点，每个节点一个温度自由度。二十节点单元有协调的温度形函数，尤其适用于描述弯曲的边界。

适用于三维的稳态或瞬态热分析问题。其等效的结构单元如SOLID95。

INFIN110－二维无限实体

用于模拟一个二维的边界开放的极大场问题，其一个单层用于描述无限体的外部子域。具有二维（平面的和轴对称）磁势能，温度，或静电势能特性。由四或八节点定义，每个节点有单一的自由度。所依附的单元类型可以是PLANE13和PLANE53磁单元，PLANE55、PLANE35和PLANE77热单元，或静电单元121。加上磁势或温度自由度后，分析可以是线性的或非线性的，静态的或动态的。

INFIN111－三维无限实体

用于模拟一个三维的边界开放的极大场问题，其一个单层用于描述无限体的外部子域。具有二维（平面的和轴对称）磁势能，温度，或静电势能特性。由八或二十节点定义，有三维磁标量和向量势能，温度或静电势能特性。每个节点有单一的自由度。封闭的单元类型可以

是SOLID96和SOLID97和SOLID98和SOLID5和SOLID62磁单元，SOLID70和SOLID90和SOLID87热单元，或静电单元SOLID122和SOLID123。加上磁势或温度自由度后，分析可以是线性的或非线性的，静态的或动态的。

对这个单元的几何体，节点坐标和坐标系在INFIN111中显示。由八或二十个节点和材料参数定义。必须定义非零的材料参数。

SHELL131－4节点热层壳单元

三维的层壳单元，具有面内和厚度方向的热传导能力。本单元四个节点，每个节点最多可以有32个自由度。本单元适用于三维的稳态或瞬态热分析问题，产生的节点温度可施加于结构壳单元以用于模拟热弯曲。其等效的结构单元如SHELL43、SHELL63、SHELL143或SHELL181。

SHELL132－8节点热层壳单元

三维的层壳单元，具有面内和厚度方向的热传导能力。本单元八个节点，每个节点最多可以有32个自由度。本单元适用于三维的稳态或瞬态热分析问题，产生的节点温度可施加于结构壳单元以用于模拟热弯曲。其等效的结构单元如SHELL91、SHELL93、SHELL99。

【大体积混凝土温度场及温度应力分析命令流】 /filename,Themal

/title,themal_analysis !标题

/PREP7 !前处理

!定义单元类型 ET,1,SOLID70

!设置材料属性

!材料1为混凝土 MP,KXX,1,280.43 MP,C,1,0.976 MP,DENS,1,2450 MAT,1 !材料2为基础土 MP,KXX,2,287.53 MP,C,2,1.45 MP,DENS,2,1670 MAT,2

!输入参数

!输入外界气温表

*DIM,qiwen,TABLE,21,1,1,TIME, , , !外界气温表名为qiwen QIWEN(1,0,1) = 0 QIWEN(1,1,1) = 16.5 QIWEN(2,0,1) = 0.5

QIWEN(2,1,1) = 21.4 QIWEN(3,0,1) = 1

QIWEN(3,1,1) = 18 QIWEN(4,0,1) = 1.5 QIWEN(4,1,1) = 26.2 QIWEN(5,0,1) = 2 QIWEN(5,1,1) = 18.3 QIWEN(6,0,1) = 2.5 QIWEN(6,1,1) = 28.6 QIWEN(7,0,1) = 3 QIWEN(7,1,1) = 15 QIWEN(8,0,1) = 3.5 QIWEN(8,1,1) = 33 QIWEN(9,0,1) = 4 QIWEN(9,1,1) = 16.7 QIWEN(10,0,1) = 4.5 QIWEN(10,1,1) = 29 QIWEN(11,0,1) = 5 QIWEN(11,1,1) = 16.5 QIWEN(12,0,1) = 5.5 QIWEN(12,1,1) = 26 QIWEN(13,0,1) = 6 QIWEN(13,1,1) = 11.6 QIWEN(14,0,1) = 6.5 QIWEN(14,1,1) = 32.6 QIWEN(15,0,1) = 7 QIWEN(15,1,1) = 16 QIWEN(16,0,1) = 7.5 QIWEN(16,1,1) = 34.2 QIWEN(17,0,1) = 8 QIWEN(17,1,1) = 11.6 QIWEN(18,0,1) = 8.5 QIWEN(18,1,1) = 30.8 QIWEN(19,0,1) = 9 QIWEN(19,1,1) = 15.4 QIWEN(20,0,1) = 9.5 QIWEN(20,1,1) = 31 QIWEN(21,0,1) = 10 QIWEN(21,1,1) = 13 !输入热生成率函数 *SET,_FNCNAME,'heats'

*DIM,%_FNCNAME%,TABLE,6,16,1

! Begin of equation: 2450*0.7462*227.2246*0.13*exp(-0.7426*{TIME}) %_FNCNAME%(0,0,1)= 0.0, -999

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8fad.html