三维问题生热率（热生成率）施加到面上的探讨

夜之羽

大家知道，生热率（热生成率）的定义是单位体积在单位时间内产生的热量，但是在ANSYS 中却可以对三维问题的面、线、点上施加，这里就抛砖引玉探讨一下热生成率施加在面上是什么效果。先给出结论，2楼为例证。
抛砖引玉，如有错误，请不吝指正。

注意，结论是在表面施加热生成率得到的，体内的面没有验证。
结论：
1。施加在面上的热生成率H，接近于在与面相接触的单元内，在单元靠近面的2/3体积里施加0.75H（数值上也相当于在与面相接触的单元内施加了0.5H的热生成率，但是分布略有不同），因此猜测在面上施加热生成率相当于热生成率有如下分布（未验证）


2。如果是四面体单元，与面只有一点相连的单元也包含在内。
3。施加在面上的热生成率不能看做由一个很薄的膜施加热量。

P.S.用8节点六面体单元和20节点六面体结果一样

夜之羽

用很简单的例子，1立方米的立方体，一面施加热生成率H，对面用对流散热。
1. 单元长度0.1，生热面施加10000的热生成率，换热系数为1，参考温度是0，得到换流面的温度是500，说明实际的生热率为500W。
2. 单元长度0.05，生热面施加10000的热生成率，换热系数为1，参考温度是0，得到换流面的温度是250，说明实际的生热率为250W。
猜测热生成率施加到了与面相连的单元上，但实际施加在单元上的热生成率为输入值的一半。
多试几个例子也可以说明这个猜测。

虽然实际生热率的数值可以确定，但还不能确定在面上施加热生成率在物体内是如何分布的。
开始猜测是施加在单元的一半施加了H的热生成率。
计算后其分布和施加在面上有所不同。
然后模拟在第一个单元上施加H/2的热生成率，温度分布也明显不同。
之后猜测在单元的2/3处施加0.75H的热生成率，分布一样。
当然也模拟了一下膜加热的情况，这里是将膜沿着宽度放大10000倍，将导热系数也放大10000倍（由于横向温度分布相同，所以导热系数就不在调整），结果是和在面上施加热生成率很明显不同。
用四面体单元时候，可以看出单元尺度要比六面体单元小，而此时换流面的温度为448度，所以应该是与面有一个接触点的单元也被施加了热生成率，不然温度应该低于250度。


结论图
1.在面上施加热生成率的温度分布

在1/2单元是施加热生成率

在2/3单元施加热生成率

等效薄膜加热温度分布

面上施加热生成率，四面体单元

dxp0dxp

太高深了，都木有看懂