热/场分析

加强版本的软件选项

热/场分析

LUSAS热/场选项,对简单和高端的稳态、瞬态热/场分析,均包含了扩展工具。只要将热/场选项与其它相应的LUSAS选项绑定在一起,我们就可以分析由传导、对流和辐射引起的热转换问题。此外,也可以考虑由于材料相改变而产生的影响。

      ● 热分析                                                                    ● 瞬态分析
      ● 荷载                                                                       ● 温度依存材料属性
      ● 热表面                                                                    ● 耦合分析
      ● 传导和对流                                                              ● 半耦合分析
      辐射                                                                       ● 全耦合分析
      ● 视角因子                            结果处理
      ● 相改变



热分析

LUSAS/场选项提供了一套强大的热连接单元,来求解各种特性的材料,包括

  • 各向同性材料

  • 正交各向同性材料

  • 比热

  • 对流热传递系数

  • 辐射热传递系数

  • 内部热生成速度

  • 相位改变引起的潜在热流动

  • 温度依存性

荷载

大量的边界条件和荷载可以使用,包括:

  • 定的温度

  • 热通量,热生成或吸收的比率

  • 面之间或对周围环境的对流

  • 面之间或对周围环境的辐射

  • 环境或者初始温度

  • 渗流的非渗透边界条件

  • 时间依存属性

热表面

热表面可以在空隙间传递热量,当间隙合拢的时候热量可以通过接触而传递。一方面热量传递到周围的环境中,另一方面热量也通过辐射交换来传播。间隙和接触的热传播用温度间隙单元来模拟,可以用热属性和热表面来设定单元

传导和对流

/场选项能定义环境温度以及任何面上的热传导系数,这样就可以分析传导和对流。与其它有限元分析系统不同,LUSAS不需要将节点和定义的对流面联系起来,这显得很烦杂。面荷载可以单独地施加到选择的面上。

辐射

只要将LUSAS非线性选项和热/场选项绑定在一起,我们就可以模拟间隙辐射。可以用辐射面来模拟辐射交换,辐射面的个数可以任意定义。根据建模的需要,可以建立或者消除阻断辐射的对称面,辐射表面也可以允许计算散射角因子。

视角因子

视角因子被用来表示离开发热面的辐射能量与发热表面总热量的比值,而发热面本身也在吸收热量。面的发射率能够在材料的性质中定义

相改变

当一种材料改变状态时,它总伴随着潜在热量的释放或吸收。使用最先进的熵理论建立了瞬态传导的热模型,如果在分析中没有包括相位改变效应,那么熵理论能保证点上的温度不会因相位改变而变化。

瞬态分析

对线性和非线性分析,LUSAS允许在热分析中使用变化的时间步长,这保证了有效和精确的结果。如果需要,时间积分方法项可以选择使用。

温度依存材料属性

只要将LUSAS 非线性选项和热/场选项绑定在一起后,我们就可以分析依存于材料属性和荷载的温度问题。依存于材料属性的温度在表格中定义,材料的参数可以随着温度而任意变化。根据温度表格,我们可以对单元内部的积分点上的任何温度材料参数进行线性插值。

耦合分析

在有些问题中,温度可能会极大地影响材料的属性。当材料经受了相位的改变,或者由于温度的增加而使得材料的屈服应力变化时,那么温度的作用就不能忽视了,它必须和结构的其它分析一起参与作用。 当把LUSAS非线性, 动力分析 和热/选项绑定在一起后,可以实现半耦合或者全耦合分析。

半耦合分析

如果几何形状的改变不会显著地影响热求解,那么只要进行半耦合分析就可以了。此种情况下,热分析和结构分析是独立进行的,结构的温度在预先定义的时间步先定义好,然后就在这些温度荷载的基础上进行应力分析从而得到结果数据。

全耦合分析

全耦合分析用来执行热和结构同时参与作用的仿真分析。有些问题对迭代反应特别敏感,因此全耦合分析需要确保设定正确的材料参数。此类分析需要热分析中的温度以进行结构的应力分析,也需要应力分析中的位移来对热分析中的几何形状进行更新。

结果处理

除了所有常见的强大云图、图表和绘图功能外,LUSAS还具有许多专门的非线性结果处理功能。它们包括

  • 总流量历史

  • 缝隙和环境流量

  • 部件间的辐射流量

  • 对环境的辐射流量

  • 总的节点流量