溫度場計算說明書

1、熟悉有限單元法基本原理建立由點線面構(gòu)成的實體模型，然后在實體模型基礎上進行網(wǎng)格劃分有限單元法基本原理與ansys基本操作見附件有限元分析基礎教程以22#壩段為例，劃分后的單元如圖1所示圖1 22#壩段網(wǎng)格示意圖2單元的轉(zhuǎn)換與材料分區(qū)將劃分好的8節(jié)點結(jié)構(gòu)solid45單元轉(zhuǎn)化為熱學計算的solid70單元（如圖2）圖2 單元的轉(zhuǎn)換壓縮和合并單元節(jié)點號（圖3所示）圖3 壓縮合并單元節(jié)點號根據(jù)混凝土材料性質(zhì)劃分不同材料（如圖4）圖4 改變材料的單元號改變之后的材料之后模型如圖5所示圖5 劃分材料之后的單元示意圖根據(jù)不同的材料賦予不同的材料熱學參數(shù)，密度，比熱容和熱傳導系數(shù)（如圖6）圖6 輸入材料參數(shù)

2、3組元的挑選和命名組元是一組元素的集合，單元集合以e開頭，節(jié)點集合以n開頭將壩體和基巖單元集合命名為不同的組元edam和ebase下圖為命名組元的對話框（圖7所示）圖7 創(chuàng)建組元根據(jù)不同的澆注塊，挑選不同的組元，比如d22e4表示第22壩段第4層澆注塊 2，將不同壩段的單元和節(jié)點用ewrite和nwrite命令寫出來（圖8） 3，運行程序，將生成的文件讀進ansys（圖9）圖8 將單元信息寫到文件中圖9 read input from 讀取命令流按照附件-1.2文件夾中文件格式所示，根據(jù)各個澆注塊的出生時間，溫度，水管信息等等，并建立組元名2提示的所示，生成命令流文件，讀入后形成na和nd的組

3、元，具體內(nèi)容如圖11所示它們分別代表各個澆筑過程中增加的對流邊界和刪除的對流邊界圖11 na組元名文件4 計算函數(shù)文件文件夾ANSYS-APDL參數(shù)化有限元分析（圖12）圖12 ANSYS-APDL參數(shù)化有限元分析氣溫邊界函數(shù)有兩種形式1，通過各種監(jiān)測值擬合建立一種余弦函數(shù)的函數(shù)2，通過監(jiān)測值將每一天的實際溫度賦予氣溫的表函數(shù)（圖13）圖13 表函數(shù)和余弦函數(shù)文件內(nèi)容等效冷卻的熱生成率函數(shù)按照data的excel中的func1 func2標簽整理好，按照2冷開始時間排序（如圖14），并且按照1.6文件夾里所示準備文件（如圖14），生成熱生成率函數(shù)輸入文件圖14 由EXCEL準備好的數(shù)據(jù)準備文件

4、水溫函數(shù)上游有堆渣邊界節(jié)點.DAT上游有蓄水的邊界節(jié)點按照蓄水過程挑選蓄水組元（圖15），方法按照1.7文件夾中的蓄水過程.xls準備，對應的水溫函數(shù)為xushui4.DAT下游水墊塘邊界節(jié)點挑選組元為xu1，對應的水溫函數(shù)為xushui-old.DAT圖15 挑選蓄水過程的組元5計算所需的命令流形成澆筑過程命令流生成如下圖（圖16）其代表的意義是，第五塊澆筑成型，在其組元上刪除被覆蓋的對流邊界，增加新的對流邊界，激活此組元，施加熱生成率函數(shù)圖16 澆筑過程命令流節(jié)選形成完整的計算命令流首先，將excel里將每個澆筑塊的出生溫度整理（圖17）圖17 每個澆筑塊的出生溫度挑出對流邊界的節(jié)點組元n

5、surface（如圖18），挑出基巖底面組元A50表面組元AAIR圖18 NSURFACE節(jié)點組元生成2期冷卻分批文件，將2期冷卻分為三組，分別代表第一，二，三次冷卻并且根據(jù)生成的批次的時間，將二冷宏命令寫入命令流中比如（圖19）表示在第294計算步時加入第一次2冷中開始第二批的冷卻圖19 加入2冷的宏命令在相應的水位上升的時間時，應當加入水位上升和下降的命令流水位上升的邊界命令如圖20，其表示將此節(jié)點上對流邊界刪掉，增加以xushui4為命名的水溫函數(shù)，同理水位下降的過程與其相反圖20 水位上升時對xs1組元節(jié)點邊界的改變6 開始計算所有準備文件均準備好之后，需要放入模型根目錄中的文件函數(shù)文

6、件，其中包括宏文件、2冷批次文件、后處理文件、和可執(zhí)行程序文件等等，然后將各種函數(shù)和計算命令流文件讀入ANSYS中開始計算，如圖21所示圖21 ANSYS計算輸出窗口7后處理關(guān)于結(jié)果的后處理包括節(jié)點的歷時曲線和剖面等值線圖等，各項功能用PPT.exe均可以實現(xiàn)（圖22）圖22 溫度場前后處理程序提取坐標點的溫度歷時曲線分兩個步驟1.將坐標點讀入ansys尋找母單元，具體準備文件見2.3文件夾，并將生成的節(jié)點坐標讀入到ansys中（如圖23），尋找到母單元如圖24圖23 尋找坐標點的母單元圖24 尋找到的母單元2.根據(jù)母單元和單元信息找出局部坐標如下圖25所示，由inf.in和interpolation.exe生成control.dat，然后修改picknode.dat文件并讀入到ansys，最后在運行add程序進行插值圖25 由局部坐標系進行插值生成等值線圖，可以利用ansys后處理中的云圖切片顯示，也可以利用PPT程序中提值節(jié)點程序把結(jié)果提取出來，導入到surfer中做等值線圖均是可以的。利用PPT如圖26所示程序提取等值線圖中節(jié)點溫度值和坐標時，需要先建立對應的組元（組元名PN+高程，JN+壩段）如圖27所示圖26 等值線節(jié)點文件提取格式圖27 提取