ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
33
неустановившийся температурный режим;
расчет температурных напряжений и деформаций.
Стационарная теплопроводность
Стационарный тепловой анализ определяет установившееся распределе-
ние температур в конструкции и кондуктивные тепловые потоки. Можно зада-
вать такие «нагрузки», как конвективная теплоотдача с поверхности, тепловые
потоки, плотность тепловых потоков, мощность тепловых источников и задан-
ные температуры. Анализ может быть линейным или нелинейным.
В линейном установившемся процессе теплопередачи отсутствует влия-
ние «тепловых
» масс (удельных теплоемкостей) и не учитывается зависимость
теплофизических свойств материала от температуры. Производная температу-
ры по времени {T} равна нулю, а коэффициенты матрицы эффективной тепло-
проводности постоянны. В этом случае разрешающее уравнение приводится к виду:
[K] {T} = {Q}.
Эта система линейных совместных уравнений решается за одну итера-
цию, применяется для расчета процессов кондуктивного и
линейного конвек-
тивного переноса тепла.
В нелинейном стационарном анализе теплопередачи не рассматриваются
эффекты, зависящие от времени (отсутствуют «тепловые» массы). Однако теп-
лофизические свойства материалов (включая и коэффициент конвективной те-
плоотдачи с поверхности) могут меняться с температурой; кроме того, может
иметь место лучистый теплообмен.
Механизм радиационного теплообмена описывается тремя различными
способами.
Для моделирования переноса тепла излучением между двумя точ-
ками пространства используется линейный радиационный конечный элемент.
Для описания радиационного теплообмена между поверхностью и точкой ис-
пользуется конечный элемент поверхностного излучения. При решении задач,
относящихся к нескольким поглощающим и излучающим поверхностям, ис-
пользуется матричный генератор. В последнем случае имеется возможность
учесть полное или
частичное перекрытие поверхностей, также как и задать узел
в пространстве, который поглощает или излучает энергию. В общем случае пе-
реноса тепла излучением плотность радиационного теплового потока
{Q}является функцией скорее T4, чем T, т. е. характер процесса явно нелинейный.
В нелинейном анализе матрица теплопроводности является функцией
температуры, и решение задачи достигается применением итераций
. В про-
грамме ANSYS итеративная процедура имеет своей основой метод Ньютона-
Рафсона, который предполагает решение последовательности линейных задач
для получения нелинейного приближения. Таким образом, уравнение для нели-
нейной стационарной задачи теплопроводности имеет вид:
[K]
i
{T}
i
+1 = {QA} – {QNR}
i
,
где
i
– номер итерации.
Это уравнение на первой итерации решается при некоторой начальной
температуре (которая может быть задана пользователем); в последующих ите-
рациях для вычисления коэффициентов матрицы теплопроводности использу-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- …
- следующая ›
- последняя »
