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ansys热分析指南中热稳态第二个例子中的材料2是做什么用的?

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发表于 2011-3-5 08:31:10 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 黑龙江哈尔滨
实例2
一圆筒形的罐有一接管,罐外径为3英尺,壁厚为0.2英尺,接管外径为0.5英尺,壁厚为0.1英尺,罐与接管的轴线垂直且接管远离罐的端部。如图所示:

罐内流体温度为华氏450度,与罐壁的对流换热系数年为250BUT/hr-ft2-oF,接管内流体的温度为华氏100度,与管壁的对流换热系数随管壁温度而变。接管与罐为同一种材料,它的热物理性能如下表所示:
温度    70    200    300    400    500    oF
密度    0.285    0.285    0.285    0.285    0.285    lbm/in3
导热系数    8.35    8.90    9.35    9.8    10.23    Btu/hr-ft-oF
比热    0.113    0.117    0.119    0.122    0.125    Btu/lbm-oF
对流系数*    426    405    352    275    221    Btu/hr-ft2-oF
*接管内壁对流系数
求罐与接管的温度分布。
以下分别列出LOG文件及菜单操作
/prep7
/title,Steady-state thermal analysis of pipe junction
/units,bin                            !使用英制单位
et,1,90                                !定义热单元
mp,dens,1,.285                        !密度
mptemp,,70,200,300,400,500                    !建立温度表
mpdata,kxx,1,,8.35/12,8.90/12,9.35/12,9.80/12,10.23/12    !导热系数
mpdata,c,1,,0.133,0.177,0.119,0.122,0.125            !比热   
mpdata,hf,2,,426/144,405/144,352/144,275/144,221/144    !接管对流系数
!定义几何模型参数
ri1=1.3                                !罐内半径
ro1=1.5                            !罐外半径
z1=2                                !罐长
ri2=0.4                                !接管内半径
ro2=0.5                            !接管外半径
z2=2                                !接管长
!建立几何模型
cylind,ri1,ro1,,z1,,90                        !1/4罐体
wprota,0,-90                    !将工作平面旋转到垂直于接管轴线
cylind,ri2,ro2,,z2,-90                !1/4接管
wpstyl,defa                    !将工作平面恢复到默认状态
vovlap,1,2                    !进行OVERLAP布尔操作
/pnum,volu,1                    !打开实体编号
/view,,-3,-1,1                    !定义显示角度
/type,,4
/title, Volumes used in building pipe/tank junction
vplot                        !显示实体
vdele,3,4,,1                    !删除多余实体
!划分网格
asel,,loc,z,z1                    !选择罐上Z=Z1的面
asel,a,loc,y,0                    !添加选择罐上Y=0的面
cm,aremote,area                !创建名为AREMOTE的面组
/pnum,area,1
/pnum,line,1
/title,lines showing the portion being modeled
aplot
/noerase
lplot
/erase
accat,all                    !组合罐远端的面及线,为映射划分网
!格作准备
lccat,12,7
lccat,10,5
lesize,20,,,4                    !在接管壁厚方向分4等分
lesize,40,,,6                    !在接管长度方向分6等分
lesize,6,,,4                    !在罐壁厚方向分4等分
allsel                        !选择EVERYTHING
esize,0.4                    !设定默认的单元大小
mshape,0,3d                    !选择3D映射网格
mshkey,1                    
save                        !保存数据文件
vmesh,all                    !划分网格,产生节点与单元
/pnum,defa
/title, elements in portion being modeled
eplot                        !显示单元
finish
!加载求解
/solu                        
antype,static                    !定义为稳态分析
nropt,auto                    !设置求解选项为Program-chosen
!Newton-Raphson
tunif,450                    !设定初始所有节点温度
csys,1                        !变为柱坐标
nsel,s,loc,x,ri1                    !选择罐内表面的节点
sf,all,conv,250/144,450            !定义对流边界条件
cmsel,,aremote                !选择AREMOTE面组
nsla,,1                        !选择属于AREMOTE面组的节点
d,all,temp,450                    !定义节点温度
wprota,0,-90                    !将工作平面旋转到垂直于接管轴线   
cswpla,11,1                    !创建局部柱坐标
nsel,s,loc,x,ri2                    !选择接管内壁的节点
sf,all,conv,-2,100                !定义对流边界条件   
allsel                        !选择EVERYTHING
/pbc,temp,,1                    !显示所有温度约束
/psf,conv,,2                    !显示所有对流边界
/title,Boundary conditions
nplot                        !显示节点
wpstyle,defa                    !工作平面恢复默认状态
csys,0                        !变为直角坐标
autots,on                    !打开自动步厂长
nsubst,50                    !设定子步数量   
kbc,0                        !设定为阶越
outpr,nsol,last                    !设置输出
solve                        !进行求解
finish
!进入后处理
/post1
/title,Temperature contrours at pipe/tank junction
plnsol,temp                    !显示温度彩色云图
finish
/exit,all

菜单操作
1、    设定标题:Utility Menu>File>Change Title,输入Steady-State analysis of pipe junction,选择OK;
2、    设定单位制:在命令提示行输入/UNITS,BIN;
3、    定义单元类型:Main Menu>Preprocesor>Element Type>Add/Edit/Delete,选择Thermal Solid, Bricck 20 node 90号单元;
4、    定义材料属性
(1)    Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Constant->Isotropic,默认材料编号1,在DENSITY框中输入0.285;
(2)    Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Temp Dependent->Temp Table,输入温度70,200,300,400,500;
(3)    Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Temp Dependent->Prop Table,选择导热系数KXX,材料编号为1,输入与温度表对应的导热系数8.35/12,8.9/12,9.35/12,9.8/12,10.23/12,选择APPLY;
(4)    选择比热C,材料编号为1,输入0.113,0.117,0.119,0.122,0.125,选择APPLY;
(5)    选择对流系数HF,材料编号为2,输入426/144,405/144,352/144,275/144, 221/144,选择OK。
5、    定义几何模型参数:Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters,输入ri1=1.3,ro1=1.5,z1=2,ri2=0.4,ro2=0.5,z2=2;
6、    建立几何模型
(1)    Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Create>-Volumes->Cylinder>By   
    Dimensions, Outer radius框中输入ro1,Optional inner radium框中输入ri1,Z coordinates框中输入0和Z1,Ending angle框中输入90;
(2)    Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments,在XY,YZ,ZX框中输入0,-90;
(3)    Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Create>-Volumes->Cylinder>By
    Dimensions; Outer radius框中输入ro2, Optional inner radium框中输入ri2, Z coordinates框中输入0和Z2,Starting angle框中输入-90,Ending angle框中输入0;
(4)    Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Global Cartesian;
7、    进行布尔操作:Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Operate>-Booleans->
    Overlap >Volumes,选择Pick All;
8、    观察几何模型
(1)    Utility Menu>PlotCtrls>Numbering,打开volumes;
(2)    Utility Menu>PlotCtrls>View Direction, 在Coords of view point框中输入-3,-1,1;
9、    删除多余实体Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Delete>Volume and Below,在命令输入行输入3,4回车;
10、    创建组AREMOTE
(1)    Utility Menu>Select>Entities,选择Area, By location, Z Coordinates, 在Min, Max框中输入Z1,选择APPLY,Y Coordinates, 在Min, Max框中输入0,OK;
(2)    Utility Menu>Select>Comp/Assembly>Create Component,在Component name框中输入AREMOTE, 在Components is made of菜单中选择AREA;
11、    组合面及线
(1)    Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Mesh>-Volumes->Mapped>
    -Concatenate->Area,选择Pick all;
(2)    Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Mesh>-Volumes->Mapped>
    -Concatenate->Lines,在命令行中输入12,7回车,选择APPLY,在命令行中输入10,5回车,OK;
12、    设定网格密度
(1)    Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Size Cntrls>Picked Lines,选择线6和20,OK,在No. of element divisions框中输入4,OK;
(2)    Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Size Cntrls>Picked Lines,选择线40,OK,在No. of element divisions框中输入6,OK;
(3)    Utility Menu>Select>Everything;
(4)    Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Size Cntrls>-Global->Size,在element edge length框中输入0.4,OK;
13、    划分网格:Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Mesh>-Volumes->Mapped>4 to 6 sides,选择Pick All;
14、    定义求解类型及选项
(1)    Main Menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis,选择Steady-State;
(2)    Main Menu>Solution>-Analysis Options,选择Program-chosen;
15、    施加对流载荷
(1)    Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cylindrical;
(2)    Utility Menu>Select>Entities,选择Nodes, By location, X,在Min, Max框中输入ri1,OK;
(3)    Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Convection>On Nodes,选择Pick All, 输入250/144及450,OK;
16、    在AREMOTE组上施加温度约束
(1)    Utility Menu>Select>Comp/Assembly>Select Comp/Assembly,选aremote;
(2)    Utility Menu>Select>Entities,选择Nodes, Attached to, On the Area all, OK;
(3)    Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Temperature>On Nodes,选择Pick all,输入45,OK;
17、    施加与温度有关的对流边界条件
(1)    Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments,在XY,YZ,ZX Angles框中输入0,-90,OK;
(2)    Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>At WP Origin,在Type of coordinate system菜单中,选择Cylindrical 1,OK;
(3)    Utility Menu>Select Entities,选择Nodes, By location, X, 在Min, Max框中输入ri2,OK;
(4)    Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Convection>On Nodes,选择Pick All,在Film coefficient框中输入-2,在Bulk temperature框中输入100,OK;
(5)    Utility Menu>Select>Everything;
(6)    Utility Menu>PlotCtrls>Symbols,在Show pres and convect as菜单中选择Arrow, OK;
(7)    Utility Menu>Plot>Nodes;
18、    恢复工作平面及坐标系统
(1)    Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cartesian;
(2)    Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Global Cartesian;
19、    设定载荷步选项:
    Main Menu>Solution>-Load Step Options->Time/Frequenc>Time and Substeps,在Number of substeps框中输入50,设置Automatic time stepping为On;
20、    求解:Main Menu>Solution>-Solve->Current LS
21、    显示温度分布彩色云图: Main Menu>General Postproc>Plot Results>-Contour Plot->Nodal Solu,选择Temperature TEMP

请问这里热稳态第二个例子中设置的材料2是什么??做什么用的。因为在后面的操作中没发现用到材料2,但是如果删除材料2,ansys求解时又报错误,说缺少材料
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