感应加热的问题(急)

killna

因为模拟感应加热的结果与实验数值有段差距，模拟值的最大温度为50度，而实验量测值为95度左右，将近差了一倍，而我又无法找出其命令流的问题点，这问题困惑我很久了，想请各位大大帮忙，找出其中的问题，谢谢帮忙

电流685a

命令流:

/BATCH  
/filenam,induction

/prep7      
/title, induction heating 3D        
BCSOPTION, ,INCORE,10000, , ,PERFORMANCE
/NOPR
/PMETH,ON,1
KEYW,PR_SET,1   
KEYW,PR_ELMAG,1
et,1,117                        !non-steel region   
et,2,117,1                     !steel region
et,3,117,1                     !coil

*SET,freq,40000                  ! frequency (Hz.)   
*SET,pi,4*atan(1)                 ! pi   
*SET,cond,.392e7                ! maximum conductivity
*SET,muzero,4e-7*pi            ! free-space permeability  
*SET,mur,200                       ! maximum relative permeability
*SET,skind,sqrt(1/(pi*freq*cond*muzero*mur)) ! skin depth   
*SET,ftime,14                        ! final time   
*SET,tinc,1                            ! time increment for harmonic analysis
*SET,time,0                           ! initialize time  
*SET,delt,1                            ! maximum delta time step  

emunit,mks                            ! set magnetic units   
mp,murx,1,1                           ! air relative permeability
mptemp  
mptemp,1,25,50,100,150,200,250          ! temps for relative permeability  
mptemp,7,290,317
mpdata,murx,2,1,8,9,9,9,13,14               ! steel relative permeability
mpdata,murx,2,7,15,15   
mptemp   
mptemp,1,20,100,200,400,600                ! temps for resistivity
mpdata,rsvx,2,1,2.23e-7,2.71e-7,3.42e-7,5.29e-7,7.85e-7
mptemp  
mptemp,1,0,100,300,500,1200                 ! temps for conductivity
mpdata,kxx,2,1,42.7,42.7,40.6,37.3,30.1
mp,dens,2,7850  
mp,c,2,465  
mp,dens,3, 8960  
mp,RSVX,3,1.7e-8   
mp,murx,3,1

block,-110,110,-80,80,0,-15
CYLIND,63,55,3,9,0,360,
block,-8,8,0,80,2,10
VSBV,2,3   
block,-110,110,-80,80,0,20
block,-110,110,-80,80,-15,-30
vovlap,2,4
block,-8,8,0,80,2,10
VSBV,5,2
VGLUE,all
NUMCMP,VOLUME
Vplot
vlscale,all,,,1/1000,1/1000,1/1000,,,1

VSEL,S, , ,       3  
CSYS,0
WPAVE,0,0,0
CSYS,1     
CSWPLA,11,1  
VATT,3,1,3,11
FLST,5,2,6,ORDE,2  
FITEM,5,2   
FITEM,5,4   
VSEL,S, , ,P51X
VATT,1,1,1,11
VSEL,S, , ,       1
VATT,2,1,2,11
VSEL,ALL

alls
VSEL,S, , ,       3
local,11,1  
vatt,3,1,3,11
FLST,5,16,4,ORDE,14
FITEM,5,13  
FITEM,5,-14
FITEM,5,19  
FITEM,5,-20
FITEM,5,23  
FITEM,5,-26
FITEM,5,45  
FITEM,5,-46
FITEM,5,48  
FITEM,5,-49
FITEM,5,51  
FITEM,5,-52
FITEM,5,54  
FITEM,5,-55
CM,_Y,LINE  
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,,_Y   
LESIZE,_Y1, , ,15, , , , ,1
FLST,5,12,4,ORDE,7  
FITEM,5,29  
FITEM,5,-32
FITEM,5,47  
FITEM,5,50  
FITEM,5,53  
FITEM,5,56  
FITEM,5,-60
CM,_Y,LINE  
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,,_Y   
LESIZE,_Y1, , ,3, , , , ,1  
CM,_Y,VOLU  
VSEL, , , ,       3
CM,_Y1,VOLU
CHKMSH,'VOLU'   
CMSEL,S,_Y  
VSWEEP,_Y1  
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1  
CMDELE,_Y2

alls
VSEL,S, , ,       1  
vatt,2,1,2,11
FLST,5,4,4,ORDE,2   
FITEM,5,9   
FITEM,5,-12
CM,_Y,LINE  
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,,_Y   
LESIZE,_Y1, , ,3, , , , ,1  
FLST,5,8,4,ORDE,2   
FITEM,5,1   
FITEM,5,-8  
CM,_Y,LINE  
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,,_Y   
LESIZE,_Y1, , ,20, , , , ,1
CM,_Y,VOLU  
VSEL, , , ,       1
CM,_Y1,VOLU
CHKMSH,'VOLU'   
CMSEL,S,_Y  
VSWEEP,_Y1  
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1  
CMDELE,_Y2

csys,0   
alls
VSEL,S, , ,       2
CM,_Y,VOLU  
VSEL, , , ,       2
CM,_Y1,VOLU
CHKMSH,'VOLU'   
CMSEL,S,_Y  
VSWEEP,_Y1  
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1  
CMDELE,_Y2  
vatt,1,1,1

csys,0  
alls
VSEL,S, , ,       4
MSHAPE,1,3D
MSHKEY,0
CM,_Y,VOLU  
VSEL, , , ,       4
CM,_Y1,VOLU
CHKMSH,'VOLU'   
CMSEL,S,_Y  
VMESH,_Y1   
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1  
CMDELE,_Y2
vatt,1,1,1
alls

ASEL,S, , ,      24
NSLA,S,1
NPLOT  
CP,1,VOLT,ALL
FK,39,AMPS,685
ALLS  
ASEL,S, , ,      23
NSLA,S,1
NPLOT
D,ALL,VOLT,0
ALLS
VPLOT
ASEL,S,EXT,,,,,1   
DA,all,AZ,0,0         
ALLS  
/solu   
antyp,harm  
harfrq,40000
HROPT,FULL  
HROUT,ON
EQSLV, ,1e-008,
physics,write,emag      
solve
SAVE  
finish

/prep7  
lsclear,all                        ! clear all b.c.'s and options  
et,1,0                              ! non-steel
et,2,SOLID90                  ! steel
et,3,0
finish  
/solu   
antype,trans
toffst,273  
tunif,40                            ! initial uniform temperature
cnvtol,heat,1                   ! convergence tolerance
kbc,1                               ! step loads
trnopt,full
autos,on                          ! auto time-stepping
deltim,1e-1,1e-2,delt,on  ! time step control
outres,basic,all                ! save all load step information
physics,write,thermal       ! write thermal physics file
finish  

*do,i,1,ftime/tinc              ! solution *do loop
*SET,time,time+tinc        ! increment time
physics,read,emag         ! read emag physics file
/solu   
*if,i,eq,1,then
tunif,40                             ! initial temperature
*else   
ldread,temp,last,,,,,rth      ! read thermal analysis temperatures   
*endif  
solve                                ! solve harmonic analysis
finish  
physics,read,thermal          ! read thermal physics file   
/assign,esav,therm,esav     ! redirect files for use in thermal restart   
/assign,emat,therm,emat
/solu   
*if,i,gt,1,then
antype,trans,rest            ! thermal restart  
*endif  
time,time                         ! time at end of thermal run  
esel,s,mat,,2                   ! select billet region
ldread,hgen,,,,2,,rst        ! apply coupled joule heating load from emag  
esel,all
solve   
finish  
/assign,esav                   ! reassign files to default   
/assign,emat
*enddo                            ! end of solution looping
save
finish

zhoulon

这种问题还是自己找比较方便一些，仔细一点，别人关键是不太清楚你的专业问题。

zhoulon

主要是看看单位统一了没有，边界条件、约束对不对，结果收敛了没有等，逐个进行检查，耐心点。

killna

感谢版主的回答，
单位已经确定过了，没有问题，边界条件设定有电流、电压和外围空气场假定，

这问题已困扰我很久，能做的检验都做了，但还是没能找出解决之道，
想请教有这方面经验的人看看哪里有问题，帮助我解决，

我有个疑惑，是不是在ANSYS里的电流设定并非实际的值，而是有段落差，或是差个倍数，
因为看过几个例子，假设的电流都很大，所以才有怀疑，
能请大家帮我解答与解惑，谢谢

iomega

Based on your description, there is a large possibility that your model does not describe your physical model correctly. The FEA model might be correct but the boundary conditions are wrong. For instance, I didn't see where you define the thermal boundary conditions: heat convection or isothermal condition at boundary?

killna

谢谢您的答覆，
可否想请教一下，该如何去设定heat convection和isothermal condition
因为现阶段是基本的模型，一个线圈距离模板3mm进行加热，设定初始温度为40度，
能否教导我要如何去假设您所提的边界，因没有这方便的经验请大大敎一下，谢谢您

killna

拜托各位了~帮帮我，谁能交我一下
这问题困扰我很久了

xbzhang

最好把你的要做的物理问题发上来，这样问估计没什么结果。
别人无从下手

killna

一个钢板(220mm*160mm*15mm)，平行于钢板上方3mm处放一个圆形线圈，利用高周波感应加热(频率为40k)，通以685安培的电流，加热14秒，看最后钢板的表面温度为多少，钢板的初始温度为40度

我的模拟结果为50度，实际量测结果约95度，所以不知到模拟哪个环节地方有出错，或是没有加设到的边界，再请各位大大帮忙指教一下，谢谢各位

iomega

9# killna

It looks like your model lacks of thermal boundary conditions for thermal balance. So the temperature rise will be infinite if the heat is continuously dumped into the steel plate in your case.  However, even with adiabatic condition for your case which assumes all the heat generated is absorbed by the plate, the resulting temp ~50C is still much lower than the expected 95C. This indicates there is something wrong with your heating applying mechanism. Maybe the electrical and magnetic properties are not set correctly. After fixing these problems, you should expect higher than 95C temperature rise without applying thermal boundary conditions. Then you can try appropriate heat convection conditions to make temperature rise close to 95C.

killna

想请教大家，以我的Case来说，热对流系数有无假设是不是会影响很多，因为我有尝试分析有假设跟没假设的情况，两者结果似乎没有差别，不知是我设定上的问题还是真的不会有太大的影响，希望大家给点建议或是有其他边界该注意的而我却没注意的都能提供给我参考，谢谢大家

astonehou

我简单看了你的命令流，温度场里面为什么没有加热边界条件比如对流、辐射等。原因可能在此，再仔细检查。

弘祖

不对啊，他的温度是偏低的，