fly_tangwei 发表于 2012-6-15 12:45:31

脉冲加载, 网格划分与热分析结果的关系

       最近,正在做脉冲激光加载光学材料,激光的脉宽是100ns,功率密度是1e7(W/cm2),矩形时间波形,光学材料的大小为1mm×1mm×0.4mm,在分析过程中发现,在竖直方向上,网格划分的越密,光学材料的温升值越大;不知道原因是什么?希望大家帮我分析一下,不吝赐教。命令流如下,网格的划分和热分析结果如下。
finish
/clear
/config,nres,1000000
/filname,couple_exam
btol,1e-6
/prep7
et,1,solid70
mp,kxx,1,20
mp,dens,1,7600
mp,c,1,150
cyl4,,,0.1e-3,,0.5e-3,90,0.4e-3
cyl4,,,,,0.1e-3,90,0.4e-3
VGLUE,all             !连接
numcmp,all            !压缩线、面、体等lesize,1,,,20
lesize,3,,,20
lesize,6,,,20
lesize,8,,,20
lesize,2,,,10
lesize,4,,,10
lesize,5,,,10
lesize,7,,,10
lesize,14,,,10
lesize,15,,,10
lesize,16,,,10
lesize,17,,,10
lesize,9,,,10      !竖直方向上的网格数
lesize,10,,,10       !竖直方向上的网格数
lesize,11,,,10       !竖直方向上的网格数
lesize,12,,,10       !竖直方向上的网格数
lesize,13,,,10       !竖直方向上的网格数
mshkey,1
vmesh,all!圆形晶体划分网格
/SOLU    !进入求解器
ANTYPE,TRANS   !瞬态分析
TOFFST,273   !由K式温度转换呈摄氏度
TUNIF,20       !初始温度为20℃
KBC,1         !阶跃载荷加载
t1=1e-7    !加载的时间间隔
sfa,8,1,hflux,1e11*0.69   !施加热流密度载荷,瞬时完成不考虑热对流和热辐射
time,t1
NSUBST,5
OUTRES,,ALL   !保存没一个载荷子步allsel,all!选择所有结点
solve
竖直方向上的网格数为10时,温升值为322,而当我把数值方向上网格数增加时,例如增加到40时,仿真得到的温度值结果增加到1200,是因为加热时间太短的原因么,还是我模型建立的问题?分析结果见附件!

网格数为10的网格划分

网格为10的热分析结果

网格数为40的网格划分


fly_tangwei 发表于 2012-6-15 12:47:47

补充说明,当长时间辐照时,未发生这种现象,只是在短脉冲辐照时会出现这种结果

lwpnmamtf 发表于 2012-6-15 23:13:54

建议还是将对流加上,不然会造成计算发散
还有一种可能,你的径向网格也要相应加密

fly_tangwei 发表于 2012-6-16 09:24:06

lwpnmamtf 发表于 2012-6-15 23:13 static/image/common/back.gif
建议还是将对流加上,不然会造成计算发散
还有一种可能,你的径向网格也要相应加密 ...

谢谢楼上的回答。
径向网格加密,对热分析结果影响不大,我试过,温升值几乎不变,只有加密轴向时温升变化较大;热对流我也加过,对结果影响不大;可能不是这两方面的原因

lwpnmamtf 发表于 2012-6-17 20:16:38

我记得ANSYS帮助中有提到,划分网格时,网格长宽高的最大比值不要超过10:1
你的例子中轴向网格数为10时明显有点畸形了,所以,你用比较密的网格作对比看看
而且,会不会存在这样的情况,即随着网格加密,计算的值趋近收敛,若是这样的话,
说明网格划分达到了网格无关解,接近真实解了。

fly_tangwei 发表于 2012-6-18 09:00:09

lwpnmamtf 发表于 2012-6-17 20:16 static/image/common/back.gif
我记得ANSYS帮助中有提到,划分网格时,网格长宽高的最大比值不要超过10:1
你的例子中轴向网格数为10时明 ...

10、20、40、60的情况,我都画过,都是随着网格数改变而改变的,没有出现收敛的情况,若果网格太密,系统就会报错了

fly_tangwei 发表于 2012-6-18 09:02:21

lwpnmamtf 发表于 2012-6-17 20:16 static/image/common/back.gif
我记得ANSYS帮助中有提到,划分网格时,网格长宽高的最大比值不要超过10:1
你的例子中轴向网格数为10时明 ...

我通过理论公式计算得到的结果,与网格划分为20的时候得到的基本结果一致。

fly_tangwei 发表于 2012-6-18 14:27:27

      今天又做了多次尝试,发现当加载时间达到ms级时,改变轴向网格数,对热分析结果无影响;而ms一下是有影响的;难道是ansys不能对时间短的分析么,应该不是吧,到底是哪里出了问题呢? 大家帮忙分析下
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