电磁感应加热炉模拟若干问题求助！（已有方案）

snowflake

用ansys模拟电磁感应加热炉加热金属球的温度场分布，遇到一些问题，一直没办法解决，请大家帮我分析，非常感激！


问题：主要分析锡球在电磁感应加热炉中的温度分布情况. 其中，螺线管的线圈直径为20mm，螺线管的管的内壁直径为1.8mm，外壁直径为3mm。 锡球的直径为0.76mm。感应加热炉的加热频率为300KHz。加载电流为29A，加热时间为2s. 建立四分之一的几何模型，几何模型如图所示，（为柱状的空气外包，两个环型的为螺线圈，模型正中心为金属球,都取其中的四分之一建模）.

现在求解了电磁场的结果，并和温度场耦合求解温度场。


问题1： 但是温度场才升高了1度多，实际实验中温度最高的应该有230摄氏度。 感觉电磁场的分布符合实际情况，只是求解结果有些小，所求解出来的温度场也符合理论的分布要求,也是结果比较小.


问题2： 在考虑导热系数正常的情况下，金属球的温度剃度特别小，即使我把加载电流放大十多倍到230摄氏度的情况下温度剃度仍然是这么小。这个跟实际情况差别特别大. 当我把导热系数缩小到0.001w/m·℃,即忽略导热系数的影响，温度分布倒是比较大。



另外的文档附有加载部分的命令流！


请大家帮我看看，非常感谢大家的帮助！

[ 本帖最后由 lilulilu 于 2007-10-9 10:13 编辑 ]

snowflake

整体模型：

snowflake

不好意思啊，不会发图片.

还有一个问题，我的磁热耦合采用的循环求解是参考别人的做的，但是我对这个循环的周期设置不是很明白，即求解结束时间ftime 和谐波分析时间增量之间的关系我不清楚，请大家指点迷津。谢谢

[ 本帖最后由 snowflake 于 2007-7-27 10:03 编辑 ]

snowflake

请大家帮帮忙，想了很久也没找到办法。

perch88

另外的文档附有加载部分的命令流!!

这是没有用的，没有模型，怎么加载

怀疑你的模型不对，磁场分布也看不懂。。

[ 本帖最后由 perch88 于 2007-7-26 00:21 编辑 ]

snowflake

模型的命令流在我前面传的help.rar里面的ccc的word 文档里面有.
非常感谢!

snowflake

网格划得比较细.

snowflake

我把集合模型和求解结果整理了,希望能清楚些.

snowflake

谢谢加分鼓励!

snowflake

请大家帮我分析分析啊!谢谢!

snowflake

好几天过去了，请大家用我附的命令流计算，看看问题出在哪里啊？ 拜托啊！谢谢各位好心人。

cslsc

你好，snowflake，我对ansys不太懂，但这种实际感应加热比较熟悉，按你说的2匝29A的电流，凭经验直觉温升应该非常小，我用其他软件模拟做了一下，锡球表面温升是9.7度。我用铁球模拟了一下可以达到280度。
我怀疑是你的实际试验里看到的电流不是线圈内的电流，是不是有输出变压器？可以肯定的是你的试验数据有问题。我模拟了一下，要达到表面230度温升，要大约180A的电流，差不多差6倍了。

[ 本帖最后由 cslsc 于 2007-8-13 13:52 编辑 ]

snowflake

非常感谢你的关注，实验数据没有错，我现在考虑可能是小尺寸的时候导热情况和宏观的不同，热导率等等参数都是不同的，现在在寻找判断依据。非常感谢你！

perch88

原帖由 cslsc 于 2007-8-12 12:48 发表
你好，snowflake，我对ansys不太懂，但这种实际感应加热比较熟悉，按你说的2匝29A的电流，凭经验直觉温升应该非常小，我用其他软件模拟做了一下，锡球表面温升是9.7度。我用铁球模拟了一下可以达到280度。
我怀 ...

啥软件？

cslsc

如果锡的电阻率按1.03e-7来计算，300K磁场作用下透入深度约为0.3mm, 而你的锡球直径为0.76mm, 这种情况下，加热效率应该不高，电流透入深度接近工件尺寸时温度梯度本身就不可能会大。你有温度梯度的实测结果？如何测量的？对你的这个试验结果很感兴趣，能否将你的详细试验报告给我一份看看cslsc@qq.com? 如果有感应加热电源的详细参数那就更好了。

[ 本帖最后由 cslsc 于 2007-8-13 14:04 编辑 ]

snowflake

没有温度梯度的实验测量结果，所以打算看模拟结果。

shoue

這位同學我剛剛看過你的APDL.你建模的作法非常凌亂.
錯誤一大堆.建議你將APDL整理一下讓幫你解決問題的人可以很快幫你找到問題
這個問題很多人都問過.總是很多人的為忽略重要一個問題.感應加熱的元素設定要好好看過一遍.我大致看過.最有可能的問題在元素設定.修改如下
ET,1,SOLID97                !铜导管线圈的单元类型
ET,2,SOLID97,1                !金属球的单元类型
ET,3,SOLID97                !空气外包的单元类型

snowflake

谢谢shoue,我的命令流确实有错误，是建模得时候gule时的问题，但只要你继续点击error或者warming提示框里面的process就可以，因为后面的命令流做了修改。由于程序太多，我没有分析直接从file里提出来的，给大家造成不便，真是不好意思。按照我的操作，是可以执行的。有一个问题是可能网格划得过细，这个比较麻烦。
      还有，我的ccc文件的命令流里面单元的设定就是按照你上面说的那样设定的，在这里我加载的是电流密度。但是在fff(current)文件的命令流里是
ET,1,SOLID97,1
ET,2,SOLID97,1
ET,3,SOLID97
因为在这里面我直接加载的是电流的值，这两种加载方法是有区别的。应该都没有错误。
      再次谢谢你！

ponderadams

总体看来你的命令流从log文件里复制下来的较多,所以也比较混乱
对你的命令流的一些疑问:
1.你首先作了一次97单元的谐性分析的设置,对电流加载和边界设置感觉是对的,如果对速度效应没有要求
ET,1,SOLID97,1,0        !!!铜导管线圈的单元类型
ET,2,SOLID97,1 ,0       !!!金属球的单元类型
ET,3,SOLID97 ,0        !!!空气外包的单元类型

2.PHYSICS,WRITE,EMAGG保存,你又马上
ALLSEL,ALL
LSCLEAR,ALL               ！清除电载荷和求解设置，
ET,1,0
ET,2,SOLID90              ！定义单元类型，并在以后的程序里定义属性和一些温度场的加载和边界设置
ET,3,0

这样做行么？
3.之后通过循环，每一子步你重新载入PHYSICS,READ,EMAGG，然后先在电磁场在某一温度下进行谐性求解，得到Hgen，然后代入温度场作为载荷进行温度场求解，最后一段我不太明白。
感觉你的磁热耦合是在97单元的网格划分下进行的，那第2步的单元定义还有意义么，就是说97单元的网格分布能在温度场里进行热分析么？
结果相互导来导去，感觉不爽，97单元（电磁场分析时）进行的是谐性分析，90单元（温度场分析时）进行的是瞬态分析，你的意思是在每一个瞬态温度场分析力有一次电磁场谐性分析？

snowflake

非常感谢你，分析得这么仔细，提出很多宝贵意见！
你说的对，我在采用得是顺序耦合得方法进行分析，本意就是先求出电磁场，然后在得到焦耳热，再求温度场，每个循环是在每个子步里完成。我在建模得时候直接将单元改过来，没有采用单元转换命令将单元转换过来，感觉是行不通，我会改正一下，看看求解结果，再给你答复！非常感谢你的帮助！ :) :)