求救与讨论,一个基本的热力学问题!!!

dvzzh

问题描述:
8*8方柱初始温度是20度放在200度的液体中,计算600秒(10个步长)的温度变化,参数如命令流里的设置.
问题:1,应该是开始上升快,后缓慢,最后达到液体温度200
         计算却是,先缓慢后快,不知道什么原因?
       2,瞬态温度场引起的瞬态应力场是不是在ANSYS里不能实现,怎样实现?
         结合本道题目大家看看,我做了好几天都没有做出来,惭愧的说!
/BATCH   
*SET,t,20   
*SET,kxx,61500/3600  
*SET,c,460   
*SET,dens,7800   
*SET,alpx,1.1e-6
*SET,ex,2.0594e11   
*SET,prxy,0.3   
*SET,hf,615460/3600  
/NOPR   
/PMETH,OFF,0
KEYW,PR_SET,1   
KEYW,PR_STRUC,1  
KEYW,PR_THERM,1  
KEYW,PR_FLUID,0  
KEYW,PR_ELMAG,0  
KEYW,MAGNOD,0   
KEYW,MAGEDG,0   
KEYW,MAGHFE,0   
KEYW,MAGELC,0   
KEYW,PR_MULTI,1  
KEYW,PR_CFD,0   
/GO  
/PREP7   
ET,1,PLANE55
MPTEMP,,,,,,,,   
MPTEMP,1,0   
MPDATA,EX,1,,ex  
MPDATA,PRXY,1,,prxy  
MPTEMP,,,,,,,,   
MPTEMP,1,0   
MPDATA,DENS,1,,dens  
MPTEMP,,,,,,,,   
MPTEMP,1,0   
UIMP,1,REFT,,,   
MPDATA,ALPX,1,,alpx  
MPTEMP,,,,,,,,   
MPTEMP,1,0   
MPDATA,KXX,1,,kxx   
MPTEMP,,,,,,,,   
MPTEMP,1,0   
MPDATA,C,1,,c   
RECTNG,0,0.08,0,0.08,   
FLST,5,4,4,ORDE,2   
FITEM,5,1   
FITEM,5,-4   
CM,_Y,LINE   
LSEL, , , ,P51X  
CM,_Y1,LINE  
CMSEL,,_Y   
LESIZE,_Y1,0.01, , , , , , ,1   
MSHAPE,0,2D  
MSHKEY,1
CM,_Y,AREA   
ASEL, , , ,       1  
CM,_Y1,AREA  
CHKMSH,'AREA'   
CMSEL,S,_Y   
AMESH,_Y1   
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1   
CMDELE,_Y2   
FINISH   
/SOL
ANTYPE,4
TRNOPT,FULL  
LUMPM,0  
TUNIF,20,   
TREF,20,
FLST,2,4,4,ORDE,2   
FITEM,2,1   
FITEM,2,-4   
/GO  
SFL,P51X,CONV,hf,hf,200,200  
OUTRES,ALL,ALL,  
TIME,600
AUTOTS,0
DELTIM,60,60,60,1   
KBC,0   
TSRES,ERASE

ainite

你的这个“方柱“真够薄的，代码没写完吧，离200度还远着呢，温升曲线大体上算是线性的吧。
有了温度场结果，可以用间接法得到应力场，参看以前的帖子。

dvzzh

是的,时间还要在增加温度才能达到200度,我也得到了和你一样的温度曲线,但,这个曲线是不对的,
  
我有疑问:
  
1,这个曲线的斜率是逐渐减小的,而理论解应该是逐渐增大的
  
2,抛开这个温度的正确与否,求下一步的应力场,ainite 说用间接发求借,有很多 的例子,我看了以前的帖子,有瞬态温度场求借瞬态应力场的例子就有一个,是kkkyyy重钢结构论坛转过来的,好象结果也是不正确,kkkyyy曾建议使用REST命令处理,我试着做了,也得不到正确的结果,还请ainite和其他高手们发表看法!

dvzzh

原来的:方柱的尺寸是8CM*8CM

ainite

间接法帮助里、书上都很多，论坛里也贴过，这里有个简单的：
http://www.simwe.com/cgi-bin/ut/ ... 6668&h=1#139830

ainite

那个温升曲线我认为是合理的，请说明你认为不正确的依据。

dvzzh

1,因为对流放热系数是固定的,随着方柱温度的升高,与液体的温度的差值减小,上升应逐渐缓慢
2,我看了你给的例子,谢谢,不过是稳态的,我的问题是瞬太,还望兄台在考虑.应力场的解决办法!!

ainite

dvzzh wrote:
1,因为对流放热系数是固定的,随着方柱温度的升高,与液体的温度的差值减小,上升应逐渐缓慢

  
这个理由不充分啊。

2,我看了你给的例子,谢谢,不过是稳态的,我的问题是瞬太,还望兄台在考虑.应力场的解决办法!!

  
瞬态法在计算应力时，也是划分成逐个时间段内的稳态分析，kkkyyy转贴的那个例子基本过程是对的。

dvzzh

是一个例子,温度时间历程曲线应该是一个上弯而不是下弯曲线,斜率应该是逐渐减小,而不是逐渐增大!!
  
我感觉kkkyyy好象不是很真确,你可以就上面这个简单的例子来算出各个时刻的应力场吗?,我做了,没有成功,希望与你继续探讨这个问题!

ainite

我没有直接用他转贴的那个方法，但是意思差不多，求得温度场分布之后，划分为一个个小的时间步，在每个小时间段内作结构静力分析。这种做法是典型的间接热应力求法。
我看了那个例子的命令流，应该是可行的，所不同仅在于对时间的划分。

dvzzh

ainite兄:就上面的例子的应力场我用ANSYS算的和理论解完全不一样,劳请你就上面例子的应力场做一下可以吗?先谢谢,或请发到我的邮箱里:GOZZH@126.COM

ainite

《ANSYS耦合场分析指南》里有个间接法的例子，论坛里以前也贴过，自己找找看吧。
哪位网友有兴趣，帮搂主做一下也好。

dvzzh

ainite兄,劳请你给做一下把,谢谢你呀!

ainite

dvzzh wrote:
ainite兄,劳请你给做一下把,谢谢你呀!

  
事情多，下周一之前不想动手。如果其它网友没给你做，你就等到下周一。

dvzzh

ainite兄,我会等的,这段时间我也想想办法,我感觉确实是个棘手的问题,祝你工作愉快!

ainite

我做出来还是那个下弯曲线，做不下去了只好去请教斑竹，斑竹说这个简单，随手给了我一个命令流，我试了试，还真行，现在把它贴出来大家分享。斑竹说你的结构没有给约束，这个算例中固定了下边作为结构的约束。采用直接法，简单明了，你也可以看看论坛里那些跟间接法有关的例子。
命令流：
  
/PREP7   
ET,1,PLANE13
MP,EX,1,2.0594e11   
MP,PRXY,1,0.3   
MP,DENS,1,7800  
MP,MURX,1,1  
MP,ALPX,1,1.1e-6   
MP,KXX,1,61500/3600
MP,C,1,460  
RECTNG,,0.08,,0.08,  
LESIZE,all, , ,20
MSHKEY,1
AMESH,all   
  
/SOL
ANTYPE,4
NLGEOM,1
TRNOPT,FULL  
OUTRES,NSOL,LAST
TUNIF,20,   
DL,1,,UX,   
DL,1,,UY,   
SFL,all,CONV,615460/3600,,200
*DO,i,10,600,10
TIME,i
SOLVE  
*ENDDO  
   
/POST26  
NSOL,2,261,TEMP, ,tem   
PLVAR,2
FINI

dvzzh

1,非常感谢ainite兄,
  
2,前几天,也试了*DO循环做出了温度场,由于理论知识缺乏,不知道为什么结果会是和以前的不一样,还有在热学分析中,我没有加约束,计算结果是一样的,不知道有循环和不用循环有什么区别?恳请斑竹,ainite兄或其他大虾给个解释好吗?
  
3,斑竹说这个简单，随手给了我一个命令流
斑竹真是厉害,敬仰!
  
4,对单元赋予关键号后,对上个命令流进行了计算,发现应力场和书上这个例子的应力场是完全不一样的,不知道什么原因?书上应力场,每个点基本上是先增加后减小,然后趋向于0(温度越接近环境温度,应力越小),上命令流的计算结果却不是这样的?
  
5,ANSYS中,在*DO循环中,什么情况下实现增量计算,什么情况下实现叠加计算,什么情况实现替换计算?
  
6,上面的问题在高手眼里可能都是小菜,望斑竹,ainite兄或其他大虾们发表看法

ainite

不同的约束情况，应力结果会不一样，那个例子如何约束的？你不妨把书上那个例子也贴出来。

dvzzh

有一方柱截面8CM*8CM,初始温度为20度,将方柱置于200度的液体中,导热系数,比热,密度,热膨胀系数,弹性摸量,泊松比,换热系数如上命令流中的设置,试求一段时间的温度场和应力场.

ainite

这个你在前面已经贴过了，这是求温度分布用的，想要求应力，还需要对结构的约束。