通过abaqus软件和deform软件分别计算传热,两者使用完全相同的网格和节点,材料参数完全相同(deform的材料密度是内置的,abaqus取为7.8e-9 tonne/mm3),传热的边界条件完全相同:两个软件中设置的对流系数相同,环境温度相同,热辐射的发射率相同。基于5组算例得到如下结论—
1、采用Heat Exchange with Environment计算与环境热交换,考虑对流和辐射的情况下,计算结果可靠,与abaqus相同设置下结果完全吻合。 2、采用advanced进行heat flux设置,包含热流所在面上设置散热(包含辐射和对流),计算结果可靠,与abaqus相同设置下结果完全吻合。 3、考虑某些面上给定热流,而其他面(或包含热流所定义的面)仅定义散热(对流和辐射),需要采用Heat Exchange with Environment、heat flux或advanced中某二者进行组合设置。Heat Exchange with Environment与advanced组合、heat flux与advanced组合使用时,各自定义的表面如有重叠,重叠的区域会被从中减掉而保留剩下的表面区域。而Heat Exchange with Environment与heat flux定义区域时,若有重合的区域(此时heat flux区域为重叠区域),则取消了heat flux的定义。 4、Heat Exchange with Environment与advanced组合使用时,advanced中定义某区域热流及散热,Heat Exchange with Environment定义剩下区域与环境间散热,deform在计算中处理成:所有Heat Exchange with Environment定义散热区域也被施加了热流,以致advanced定义的区域和Heat Exchange with Environment定义的区域均有热流,均有散热,这些面全部升温。这与计算目标不一致。因此,这种组合计算结果不符合要求。 5、heat flux与advanced组合使用时,heat flux中定义某区域施加热流,advanced中定义剩下区域与环境间散热,deform在计算中处理成:advanced仅定义的散热区域也被施加了热流,以致advanced仅定义的散热区域与heat flux中定义的热流区域均有热流,均有散热,这些面全部升温。这与计算目标不一致。因此,这种组合计算结果不符合要求。 6、Heat Exchange with Environment与heat flux组合使用时,heat flux中定义某区域施加热流,Heat Exchange with Environment定义仅有散热的区域,deform在计算中处理成:Heat Exchange with Environment定义仅有散热的区域上也被施加了热流,以致Heat Exchange with Environment定义仅有散热的区域和heat flux中定义的热流区域均有热流,均有散热,这些面全部升温。这与计算目标不一致。因此,这种组合计算结果不符合要求。 7、第3条中所列的这些组合设置传热分析,都会导致仅设置散热的面上也被施加了热流,这与计算目标不一致,deform的计算处理与计算要求不符,因此不要使用组合设置,而只单独使用Heat Exchange with Environment、heat flux或advanced其中的某一种设置则完全符合目标要求,且计算结果与abaqus相同设置下得到相同的结果。最重要的结论是这三者要单独用,不要一起组合使用。实际上只有考虑热流的情形才有必要组合。遗憾的是,deform软件组合设置的计算结果与要求不符,不知是不是软件的bug。 8、deform传热计算的不足是:无法实现体积热流的计算。热流的计算仅支持表面热流,并且热流的计算与散热的计算当涉及不同的区域表面时,就无法做到。但对相同区域,却可以在advanced中实现既考虑热流计算又考虑散热计算。 9、对于计算热成形工艺,一般仅考虑散热,即仅使用Heat Exchange with Environment即可;如果考虑加热炉对坯料的加热,也只使用Heat Exchange with Environment即可;如果要考虑某种火焰加热坯料等才需要用到通过热流对坯料进行加热,此时再好单独应用heat flux或advanced中实现heat flux和对流、辐射一起算同一个区域;heat flux选项无法考虑热流作用表面上同时伴随的散热,而advanced中可以考虑,故火焰加热这种情形最好选advanced选项进行设置。
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