ANSYS常用熱力耦合分析單元簡介

2017-03-03 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

SOLID5-三維耦合場實(shí)體
具有三維磁場、溫度場、電場、壓電場和結(jié)構(gòu)場之間有限耦合的功能。本單元由8個(gè)節(jié)點(diǎn)定義,每個(gè)節(jié)點(diǎn)有6個(gè)自由度。在靜態(tài)磁場分析中,可以使用標(biāo)量勢公式(對于簡化的RSP,微分的DSP,通用的GSP)。在結(jié)構(gòu)和壓電分析中,具有大變形的應(yīng)力鋼化功能。與其相似的耦合場單元有PLANE13、SOLID62和SOLID98。

INFIN9-二維無限邊界
用于模擬一個(gè)二維無界問題的開放邊界。具有兩個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)上帶有磁向量勢或溫度自由度。所依附的單元類型可以為PLANE13和PLANE53磁單元,或PLANE55和PLANE77和PLANE35熱單元。使用磁自由度(AZ)時(shí),分析可以是線性的也可以是非線性的,靜態(tài)的或動態(tài)的。使用熱自由度時(shí),只能進(jìn)行線性穩(wěn)態(tài)分析。

PLANE13-二維耦合場實(shí)體
具有二維磁場、溫度場、電場和結(jié)構(gòu)場之間有限耦合的功能。由4個(gè)節(jié)點(diǎn)定義,每個(gè)節(jié)點(diǎn)可達(dá)到4個(gè)自由度。具有非線性磁場功能,可用于模擬B-H曲線和永久磁鐵去磁曲線。具有大變形和應(yīng)力鋼化功能。當(dāng)用于純結(jié)構(gòu)分析時(shí),具有大變形功能,相似的耦合場單元有SOLID5、SOLID98和SOLID62。

LINK31-輻射線單元
用于模擬空間兩點(diǎn)間輻射熱流率的單軸單元。每個(gè)節(jié)點(diǎn)有一個(gè)自由度。可用于二維(平面或軸對稱)或三維的、穩(wěn)態(tài)的或瞬態(tài)的熱分析問題。
允許形狀因子和面積分別乘以溫度的經(jīng)驗(yàn)公式是有效的。發(fā)射率可與溫度相關(guān)。如果包含熱輻射單元的模型還需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,輻射單元應(yīng)當(dāng)被一個(gè)等效的或(空)結(jié)構(gòu)單元所代替。

LINK32-二維傳導(dǎo)桿
用于兩節(jié)點(diǎn)間熱傳導(dǎo)的單軸單元。該單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)溫度自由度?？捎糜诙S(平面或軸對稱)穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的熱分析問題。
如果包含熱傳導(dǎo)桿單元的模型還需進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,該單元可被一個(gè)等效的結(jié)構(gòu)單元所代替。

LINK33-三維傳導(dǎo)桿
用于節(jié)點(diǎn)間熱傳導(dǎo)的單軸單元。該單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)溫度自由度?？捎糜诜€(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的熱分析問題。
如果包含熱傳導(dǎo)桿單元的模型還需進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,該單元可被一個(gè)等效的結(jié)構(gòu)單元所代替。

LINK34-對流線單元
用于模擬節(jié)點(diǎn)間熱對流的單軸單元。該單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)溫度自由度。熱對流桿單元可用于二維(平面或軸對稱)或三維、穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的熱分析問題。
如果包含熱對流單元的模型還需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,熱對流單元可被一個(gè)等效(或空)的結(jié)構(gòu)單元所代替。單元的對流換熱系數(shù)可分為非線性,即對流換熱系數(shù)是溫度或時(shí)間的函數(shù)。

PLANE35-二維六節(jié)點(diǎn)三角形熱實(shí)體
它是一個(gè)與八節(jié)點(diǎn)PLANE77單元兼容的三角形單元。適用于形狀不規(guī)則的模型(例如從不同的CAD/CAM系統(tǒng)產(chǎn)生的模型)劃分網(wǎng)格。只有一個(gè)溫度自由度。
適用于二維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析。如果包含該單元的模型還需進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,可被一個(gè)等效的結(jié)構(gòu)單元(如PLANE2)所代替?？捎米髌矫鎲卧蜉S對稱環(huán)單元。

INFIN47-三維無限邊界
用于模擬無邊界場問題的開放邊界。其單元形狀為四節(jié)點(diǎn)四邊形或三節(jié)點(diǎn)三角形,每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以有磁勢或溫度自由度。所依附的單元類型可以是SOLID5、SOLID96或SOLID98磁單元,也可以是SOLID70、SOLID90或SOLID87熱實(shí)體單元。具有磁自由度時(shí),可以進(jìn)行線性或非線性靜態(tài)分析。具有熱自由度時(shí),只能進(jìn)行靜態(tài)分析(線性或非線性)。

PLANE55-二維熱實(shí)體
可作為一個(gè)具有二維熱傳導(dǎo)能力的平面或軸對稱環(huán)單元使用。具有四個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)溫度自由度。
可用于二維穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題,并可以補(bǔ)償由于恒定速度場帶來的質(zhì)量輸運(yùn)熱流。如果包含熱單元的模型還需進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,該單元應(yīng)當(dāng)被一個(gè)等效的結(jié)構(gòu)單元(如PLANE42)所代替。
此單元有一個(gè)選項(xiàng),用來模擬通過多孔介質(zhì)的非線性穩(wěn)態(tài)流動(滲流)。此時(shí),原有的熱參數(shù)被解釋成相似的流體流動參數(shù)。

SHELL57-熱殼
三維的具有面內(nèi)導(dǎo)熱能力的單元,具有四個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)溫度自由度。該單元可用于三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的熱分析問題。
如果包含本單元的模型還需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,可被一個(gè)等效的結(jié)構(gòu)單元代替(如SHELL63)所代替。如果面內(nèi)及橫向的導(dǎo)熱都需要考慮的話,則需要使用實(shí)體單元SOLID70或SOLID90。

SOLID70-三維熱實(shí)體
具有八個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)溫度自由度。該單元可用于三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的熱分析問題,并可補(bǔ)償由于恒定速度場質(zhì)量輸運(yùn)帶來的熱流損失。如果包含熱實(shí)體單元的模型還需進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,可被一個(gè)等效的結(jié)構(gòu)單元(如SOLID45)所代替
此單元有一個(gè)選項(xiàng),用來模擬通過多孔介質(zhì)的非線性穩(wěn)態(tài)流動。此時(shí),原有的熱參數(shù)被解釋成相似的流體流動參數(shù)。例如,溫度自由度等效為壓力自由度。

MASS71-熱質(zhì)量
點(diǎn)單元,只有一個(gè)溫度自由度。具有熱容但忽略內(nèi)部熱阻的物體,如果其內(nèi)部無明顯的溫度梯度,則可使用熱質(zhì)量單元來模擬它以進(jìn)行瞬態(tài)熱分析。該單元還有一個(gè)功能,即溫度與熱產(chǎn)生率相關(guān)的能力。可用于一維、二維或三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析。
在穩(wěn)態(tài)求解中,它只起到溫度相關(guān)的熱源或熱的接收器的作用。其它在熱分析問題中有特殊用途的單元為COMBIN14和COMBIN40。
如果包含熱質(zhì)量單元的模型還需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,該單元可被一個(gè)等效的結(jié)構(gòu)單元所代替(如MASS21)。

PLANE75-軸對稱諧分析熱實(shí)體
可作為具有三維導(dǎo)熱能力的軸對稱單元使用。有四個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)溫度自由度。它是PLANE55單元軸對稱型的一般形式,可承受非軸對稱載荷。在剪切偏移中描述了各種載荷情況。
該單元可用于二維軸對稱的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題。其等效結(jié)構(gòu)單元如PLANE25,相似的帶中間節(jié)點(diǎn)的單元是PLANE78。

PLANE77-二維八節(jié)點(diǎn)熱實(shí)體
是PLANE55的高階形式,每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)溫度自由度。八節(jié)點(diǎn)單元有協(xié)調(diào)的溫度形函數(shù),尤其適用于描述彎曲的邊界。

PLANE78-八節(jié)點(diǎn)軸對稱諧分析熱實(shí)體
可作為具有三維導(dǎo)熱能力的軸對稱單元使用。每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)溫度自由度。它是PLANE77單元的一般形式,可承受非軸對稱載荷。在剪切偏移中描述了各種載荷情況。
八節(jié)點(diǎn)單元有協(xié)調(diào)的溫度形函數(shù),尤其適用于描述彎曲的邊界。
該單元可用于二維軸對稱的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題。其等效結(jié)構(gòu)單元如PLANE83。

SOLID87-三維十節(jié)點(diǎn)四面體熱實(shí)體
特別適合于對不規(guī)則的模型(例如從不同的CAD/CAM系統(tǒng)產(chǎn)生的模型)劃分網(wǎng)格。每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)溫度自由度。
可用于三維的熱穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)分析問題,其等效的結(jié)構(gòu)單元如SOLID92。

SOLID90-三維二十節(jié)點(diǎn)熱實(shí)體
三維的八節(jié)點(diǎn)熱單元SOLID70的高階形式。二十個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)溫度自由度。二十節(jié)點(diǎn)單元有協(xié)調(diào)的溫度形函數(shù),尤其適用于描述彎曲的邊界。
適用于三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題。其等效的結(jié)構(gòu)單元如SOLID95。

INFIN110-二維無限實(shí)體
用于模擬一個(gè)二維的邊界開放的極大場問題,其一個(gè)單層用于描述無限體的外部子域。具有二維(平面的和軸對稱)磁勢能,溫度,或靜電勢能特性。由四或八節(jié)點(diǎn)定義,每個(gè)節(jié)點(diǎn)有單一的自由度。所依附的單元類型可以是PLANE13和PLANE53磁單元,PLANE55、PLANE35和PLANE77熱單元,或靜電單元121。加上磁勢或溫度自由度后,分析可以是線性的或非線性的,靜態(tài)的或動態(tài)的。

INFIN111-三維無限實(shí)體
用于模擬一個(gè)三維的邊界開放的極大場問題,其一個(gè)單層用于描述無限體的外部子域。具有二維(平面的和軸對稱)磁勢能,溫度,或靜電勢能特性。由八或二十節(jié)點(diǎn)定義,有三維磁標(biāo)量和向量勢能,溫度或靜電勢能特性。每個(gè)節(jié)點(diǎn)有單一的自由度。封閉的單元類型可以是SOLID96和SOLID97和SOLID98和SOLID5和SOLID62磁單元,SOLID70和SOLID90和SOLID87熱單元,或靜電單元SOLID122和SOLID123。加上磁勢或溫度自由度后,分析可以是線性的或非線性的,靜態(tài)的或動態(tài)的。
對這個(gè)單元的幾何體,節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和坐標(biāo)系在INFIN111中顯示。由八或二十個(gè)節(jié)點(diǎn)和材料參數(shù)定義。必須定義非零的材料參數(shù)。

SHELL131-4節(jié)點(diǎn)熱層殼單元
三維的層殼單元,具有面內(nèi)和厚度方向的熱傳導(dǎo)能力。本單元四個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多可以有32個(gè)自由度。本單元適用于三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題,產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)溫度可施加于結(jié)構(gòu)殼單元以用于模擬熱彎曲。其等效的結(jié)構(gòu)單元如SHELL43、SHELL63、SHELL143或SHELL181。

SHELL132-8節(jié)點(diǎn)熱層殼單元
三維的層殼單元,具有面內(nèi)和厚度方向的熱傳導(dǎo)能力。本單元八個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多可以有32個(gè)自由度。本單元適用于三維的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)熱分析問題,產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)溫度可施加于結(jié)構(gòu)殼單元以用于模擬熱彎曲。其等效的結(jié)構(gòu)單元如SHELL91、SHELL93、SHELL99。

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