ANSYS流體與熱分析第10章熱分析典型工程實例

1、第10章 熱分析典型工程實例ANSYS流體及熱場分析PAGE 28PAGE 27 PAGE 1第10章 熱分析典型工程實例本章要點拉伸特征旋轉(zhuǎn)特征掃掠特征征混合特征征孔特征殼特征本章案例某型號手手機電池池的散熱熱分析冷庫復合合隔熱板板熱量流流動分析析電子元器器件散熱熱裝置溫溫度分析析10.11 工程程實例11某型型號手機機電池的的散熱分分析該算例為為某型手手機電池池的散熱熱分析，如圖100-1為某型型號手機機背面的的照片，圖中可可見手機機的電池池的位置置。在手手機工作作時，電電池可向向外傳遞遞熱量。使用手手機的讀讀者應該該都體會會過手機機電池發(fā)發(fā)熱的現(xiàn)現(xiàn)象，特特別是在在長時間間接打電電話時，這

2、種現(xiàn)現(xiàn)象尤為為明顯。本實例例對某型型號手機機進行分分析，電電池的標標準電壓壓為3.7V，電池容容量為7750mmAh。試求手手機開機機狀態(tài)下下外殼的的溫度分分布。手手機的各各部分材材料性能能參數(shù)如如表100.1所所示。圖10-1 手機機背面照照片在計算分分析過程程中我們們將手機機看做三三個組成成部分：塑料外外殼、手手機內(nèi)部部材料和和手機電電池。忽忽略手機機內(nèi)部線線路和芯芯片，可可以將手手機電池池看做唯唯一熱源源。簡化化后的手手機模型型如圖110-22所示，圖中單單位均為為cm。本實例例擬采用用Sollid Tett 100nodde 887單元元進行分分析。由由于電池池功率和和環(huán)境溫溫度均可可

3、視為恒恒定不變變，因此此分析類類型為穩(wěn)穩(wěn)態(tài)。圖10-2 簡簡化后的的手機模模型由電池的的電壓和和電流可可以算得得電池的的功率：電池的體體積為：電池的發(fā)發(fā)熱量：附帶帶光盤“Ch110實例11011_sttartt”附帶帶光盤“Ch110實例11011_ennd”附帶帶光盤“AVICh11011011.avvi”1、定義義分析文文件名1、選擇擇Utiilitty MMenuuFilleChaangee Joobnaame，在彈出出的單元元增添對對話框中中輸入EExammplee10-1，然然后點擊擊OK按鈕鈕。2、選擇擇Maiin MMenuuPreeferrencces，彈出PPrefferee

4、ncees ffor GUII Fiilteerinng對話話框，點點選Thhermmal復復選框，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。2、建立立幾何模模型1、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorModdeliingCreeateeVollumeesBloockBy Dimmenssionns，彈出Crreatte BBlocck bby DDimeensiion對對話框。在X1、X2文本本框中分分別輸入入0、00.055，在YY1、YY2文本本框中分分別輸入入0、00.122，在ZZ1、ZZ2中分分別輸入入0、00.0225，如如圖100-3所所示。2、單擊擊Appply

5、按按鈕，在在X1、X2文本本框中分分別輸入入0.0002、0.0048，在Y11、Y22文本框框中分別別輸入00.0002、00.1118，在在Z1、Z2中中分別輸輸入0.0022、0.0233，如圖圖10-4所示示。3、單擊擊Appply按按鈕，在在X1、X2文本本框中分分別輸入入0.0005、0.0045，在Y11、Y22文本框框中分別別輸入00.044、0.09，在Z11、Z22中分別別輸入00.0005、00.0115，如如圖10-5所示示。然后后單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。圖10-3 建建立長方方體模型型對話框框1 圖110-44 建立立長方體體模型對對話框22圖10-4 建建

6、立長方方體模型型對話框框34、選擇擇Utiilitty MMenuuPlootCttrlssVieew SSetttinggVieewinng DDireectiion，彈出VViewwingg Diirecctioon對話話框，如如圖100-5進進行設置置，然后后點擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。（或或點擊按按鈕）。5、選擇擇Utiilitty MMenuuPlootCttrlssDevviceeOpttionns，彈彈出Deevicce OOptiionss對話框框，單擊擊/DEEVI復選框框中的VVecttor modde (wirrefrramee)，使其狀狀態(tài)從OOff變變?yōu)镺nn，

7、如圖圖10-6所示示然后點點擊OKK按鈕關(guān)關(guān)閉該對對話框。模型的的輪廓線線條顯示示如圖110-77所示。圖10-5 視視圖方向向?qū)υ捒蚩驁D100-6 選擇顯顯示輪廓廓線對話話框6、選擇擇Utiilitty MMenuuPlootCttrlssNummberringg，彈出出Ploot NNumbberiing Conntrools對對話框，點選AAREAA和VOOLU選選項，使使其狀態(tài)態(tài)從Offf變?yōu)闉镺n，如圖100-8所所示，單單擊OKK按鈕關(guān)關(guān)閉該對對話框。顯示幾幾何體和和表面的的編號。圖10-7 模模型輪廓廓線 10-8 選擇擇顯示輪輪廓線對對話框圖圖10-9 重重疊體剪剪切菜單單7、

8、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorModdeliingOpeeratteBoooleaansOveerlaapVollumees，彈彈出如圖圖10-9所示示的Ovverllap Vollumees菜單單，在文文本框中中輸入11，2，然后單單擊OKK按鈕關(guān)關(guān)閉該對對話框。8、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorNummberringg CttrlssCommpreess Nummberrs，彈彈出Coomprresss Nuumbeers對對話框，在Laabell下拉列列表框中中選擇AAreaas，點點擊Appplyy按鈕，然后選選擇Voolumme

9、s，點擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。9、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorModdeliingOpeeratteBoooleaansOveerlaapVollumees，彈彈出Ovverllap Vollumees菜單單，在文文本框中中輸入11，2，然后單單擊OKK按鈕關(guān)關(guān)閉該對對話框。10、選選擇Maain MennuPreeproocessorNummberringg CttrlssCommpreess Nummberrs，彈彈出Coomprresss Nuumbeers對對話框，在Laabell下拉列列表框中中選擇AAreaas，點點擊Appplyy按鈕，然后選

10、選擇Voolummes，點擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。11、選選擇Uttiliity MennuPlootSpeeciffiedd EnntittiessVollumees，彈彈出Pllot Speeciffiedd Voolummes對對話框，在NVV1文本本框中輸輸入1，單擊AApplly按鈕鈕，顯示示窗口中中僅顯示示幾何體體1如圖圖10-10所所示；在在NV11文本框框中輸入入2，單單擊Appplyy按鈕，顯示窗窗口中僅僅顯示幾幾何體22如圖110-111所示示；在NNV1文文本框中中輸入33，單擊擊OK按按鈕，顯顯示窗口口中僅顯顯示幾何何體3如如圖100-122所示。從圖中中可以看

11、看出，幾幾何體11為手機機電池模模型，其其外表面面的編號號為13318；幾何體體2為手手機外殼殼模型，其外表表面的編編號為116；幾何體體3為手手機內(nèi)部部材料模模型，其其外表面面的編號號為712。圖10-10 手機電電池模型型 圖100-111 手機機外殼模模型 圖100-122 手機機內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)模型型3、定義義材料屬屬性1、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorMateeriaal PProppsMatteriial Moddelss，彈出出Deffinee Maaterriall Moodell Beehavviorr對話框框。2、在MMateeriaal MModee

12、ls Avaailaablee列表框框中依次次雙擊TTherrmall、Coonduuctiivitty、IIsottroppic選選項，彈彈出Coonduuctiivitty ffor Matteriial Nummberr 1對對話框，在文本本框中輸輸入鋰電電池的導導熱系數(shù)數(shù)84.8，單單擊OKK按鈕關(guān)關(guān)閉該對對話框。3、在DDefiine Matteriial Moddel Behhaviior對對話框中中選擇MMateeriaalNeww Moodell，彈出出Deffinee Maaterriall IDD對話框框，在文文本框中中輸入材材料參數(shù)數(shù)號2，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框

13、。4、在MMateeriaal MModeels Avaailaablee列表框框中依次次雙擊TTherrmall、Coonduuctiivitty、IIsottroppic選選項，彈彈出Coonduuctiivitty ffor Matteriial Nummberr 1對對話框，在文本本框中輸輸入塑料料外殼的的導熱系系數(shù)0.18，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。5、在DDefiine Matteriial Moddel Behhaviior對對話框中中選擇MMateeriaalNeww Moodell，彈出出Deffinee Maaterriall IDD對話框框，在文文本框中中輸入材材

14、料參數(shù)數(shù)號3，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。6、在MMateeriaal MModeels Avaailaablee列表框框中依次次雙擊TTherrmall、Coonduuctiivitty、IIsottroppic選選項，彈彈出Coonduuctiivitty ffor Matteriial Nummberr 1對對話框，在文本本框中輸輸入內(nèi)部部材料的的導熱系系數(shù)100，單擊擊OK按按鈕關(guān)閉閉該對話話框。7、最后后關(guān)閉DDefiine Matteriial Moddel Behhaviior對對話框。4、定義義單元類類型1、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorEle

15、emennt TTypeeAddd/Eddit/Delletee，彈出出Eleemennt TTypee對話框框。單擊擊Addd按鈕，彈出如如圖100-133所示的的Libbrarry oof EElemmentt Tyypess對話框框，在LLibrraryy off Ellemeent Typpes選選項欄中中分別選選擇Thhermmal Sollid、Tett 100nodde 887選項項，然后后單擊OOK關(guān)閉閉該對話話框。2、單擊擊Eleemennt TTypee對話框框上的CClosse按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。圖10-13 定義單單元類型型對話框框5、劃分分網(wǎng)格1、選擇擇Maiin

16、 MMenuuPreeproocesssorrMesshinngSizze CCntrrlsMannuallSizzeGlooballSizze，彈彈出Gllobaal EElemmentt Siizess對話框框，在SSIZEE文本框框中輸入入0.0002，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。圖10-14 定義網(wǎng)網(wǎng)格尺寸寸對話框框2、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngMessh AAttrribuutessDeffaullt AAttrribss，彈出出Messhinng AAttrribuutess對話框框，在MATT下拉列列表框中中選擇11，其

17、余余選項采采用默認認設置，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。3、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngMesshVollumeesFreee，彈彈出Meesh Vollumees菜單單，在文文本框中中輸入11，然后后點擊OOK按鈕鈕開始劃劃分鋰電電池模型型的網(wǎng)格格。4、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngMessh AAttrribuutessDeffaullt AAttrribss，彈出出Messhinng AAttrribuutess對話框框，在MATT下拉列列表框中中選擇22，其余余選項采采用默認認設置

18、，單擊OOK按鈕關(guān)關(guān)閉該對對話框。5、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngMesshVollumeesFreee，彈彈出Meesh Vollumees菜單單，在文文本框中中輸入22，然后后點擊OOK按鈕鈕開始劃劃分手機機外殼模模型的網(wǎng)網(wǎng)格。6、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngMessh AAttrribuutessDeffaullt AAttrribss，彈出出Messhinng AAttrribuutess對話框框，在MATT下拉列列表框中中選擇33，其余余選項采采用默認認設置，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該

19、該對話框框。7、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngMesshVollumeesFreee，彈彈出Meesh Vollumees菜單單，在文文本框中中輸入33，然后后點擊OOK按鈕鈕開始劃劃分手機機內(nèi)部材材料模型型的網(wǎng)格格。6、施加加邊界條條件1、選擇擇Maiin MMenuuSollutiionDeffinee LooadssAppplyTheermaalConnvecctioonOn Areeas，彈出AApplly CCONVV onn Arreass菜單，在文本本框中輸輸入1，2，33，4，5，66，如圖100-155所示，單擊OOK按鈕鈕關(guān)

20、閉該該菜單。彈出AApplly CCONVV onn Arreass對話框框，在VVALII文本框框中輸入入50，在VAAL2II文本框框中輸入入20，如圖100-166所示，然后單單擊OKK按鈕完完成設置置。2、選擇擇Maiin MMenuuSollutiionDeffinee LooadssAppplyTheermaalHeaat GGeneerattOn Vollumees，彈彈出如圖100-177所示的的Appply HGEEN oon VVLs菜菜單，在在文本框框中輸入入1，然然后點擊擊OK按按鈕關(guān)閉閉該對話話框。彈彈出Appplyy HGGEN on vollumee對話框框，在V

21、VALUUE文本本框中輸輸入13387550，如如圖100-188所示，然后單單擊OKK按鈕關(guān)關(guān)閉該對對話框。圖10-15 定義對對流換熱熱面菜單單 圖圖10-16 定義對對流換熱熱面對話話框圖10-17 定義生生熱體菜菜單 圖100-188 定義義生熱體體對話框框7、定義義求解類類型選擇Maain MennuSollutiionAnaalyssis TyppeNeww Annalyysiss，彈出出Neww Annalyysiss對話框框，選擇擇分析類類型為SSteaady-staate，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。8、求解解1、選擇擇Utiilitty MMenuuSellecttE

22、veerytthinng，選選擇Uttiliity MennuffileeSaave as命命令,彈彈出Saave Dtaabasse對話話框,在在Savve DDtabbasee too文本框框中輸入入101_sttartt.dbb,保存上上述操作作過程，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。2、選擇擇Maiin MMenuuSooluttionnSollveCurrrennt LLS，出出現(xiàn)Soolvee Cuurreent Loaad SStepp對話框框，同時時出現(xiàn)/STAAT CCommmandd窗口，仔細閱閱讀/SSTATT Coommaand窗窗口中的的內(nèi)容，然后點點擊Cllosee

23、按鈕，關(guān)閉/STAAT CCommmandd窗口。點擊SSolvve CCurrrentt Looad Steep對話話框中的的OK按按鈕，AANSYYS開始始求解計計算。求求解結(jié)束束后，出出現(xiàn)Sooluttionn iss doone對對話框，點擊CClosse按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。3、選擇擇Utiilitty MMenuufiileSavve aas命令令,彈出出Savve DDtabbasee對話框框,在SSavee Dttabaase to文文本框中中輸入11011_ennd.ddb,保存求求解結(jié)果果，單擊擊OK按按鈕關(guān)閉閉該對話話框。9、查看看求解結(jié)結(jié)果1、選擇擇Maiin MMe

24、nuuGenneraal PPosttproocLisst RResuultssNodaal SSoluutioon，彈彈出Liist Noddal Sollutiion對對話框，在Ittem to be lisstedd列表框框中選擇擇Noddal SollutiionDOFF sooluttionnNoddal Temmperratuure選選項，如如圖100-199所示，單擊OOK按鈕鈕，ANNSYSS顯示窗窗口顯示示如圖110-220所示示的各節(jié)節(jié)點的溫溫度值。2、選擇擇Utiilitty MMenuuPlootCttrlssDevvicee Opptioons，彈出DDeviice

25、Opttionns對話話框，單單擊/DEEVI復選框框中的VVecttor modde (wirrefrramee)，使使其狀態(tài)態(tài)從Onn變?yōu)镺Off。3、選擇擇Maiin MMenuuGenneraal PPosttproocPloot RResuultssConntouur PPlottNoddal Sollu，彈彈出如圖100-211所示的的Conntouur NNodaal SSoluutioon DDataa對話框框，在IItemm too bee coontooureed列表表框中選選擇Noodall SooluttionnDOFF sooluttionnNoddal Temmpe

26、rratuure選選項，單單擊OKK按鈕，ANSSYS顯顯示窗口口顯示如如圖100-222所示的的手機溫溫度分布布的等值值線云圖圖。圖10-19 列表求求解節(jié)點點溫度對對話框 圖110-220 各各節(jié)點溫溫度顯示示列表圖10-21 顯示節(jié)點點溫度對對話框圖10-22 手機溫溫度分布布等值線線云圖10.22 工程程實例22冷庫庫復合隔隔熱板熱量流流動分析析該算例為為冷庫復復合隔板板熱量流流動分析析，如圖100-233為冷庫復復合隔熱熱板的局部部示意圖圖，該復復合隔熱熱板由兩部部分組成成：隔熱熱板的骨架架有導熱熱系數(shù)為為20 WW/m的鋼材材料制成成，在隔隔熱板內(nèi)部均均勻交叉叉排列兩兩層導熱熱系數(shù)

27、為為0.11W/mm的隔熱熱材料。隔熱板板的尺寸寸以及板板兩個表表面的空空氣溫度度和對流流換熱系系數(shù)已經(jīng)經(jīng)在圖中中表示出出。試求求：（1）在在給定長長度的隔隔熱板上上的熱流流量；（2）給給出隔熱熱板的溫溫度分布布；（3）給給出熱流流量的矢矢量圖。圖10-23復合合式隔熱熱板結(jié)構(gòu)構(gòu)在計算分分析過程程中我們們將手機機看做三三個組成成部分：塑料外外殼、手手機內(nèi)部部材料和和手機電電池。忽忽略手機機內(nèi)部線線路和芯芯片，可可以將手手機電池池看做唯唯一熱源源。簡化化后的手手機模型型如圖110-22所示，圖中單單位均為為cm。本實例例擬采用用Sollid 8nodde 777單元元進行分分析，分分析類型型為穩(wěn)

28、態(tài)態(tài)。附帶帶光盤“Ch110實例11022_sttartt”附帶帶光盤“Ch110實例11022_ennd”附帶帶光盤“AVICh1101102.avvi”1、定義義分析文文件名1、選擇擇Utiilitty MMenuuFilleChaangee Joobnaame，在彈出出的單元元增添對對話框中中輸入EExammplee10-2，然然后點擊擊OK。2、選擇擇Maiin MMenuuPreeferrencces，彈出PPreffereencees ffor GUII Fiilteerinng對話話框，點點選Thhermmal復復選框，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。2、建立立幾何模模型1、選

29、擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorModdeliingCreeateeAreeasRecttanggleBy Dimmenssionns，彈出CCreaate Recctannglee byy Diimennsioons對對話框，在X11、X22對話框框中分別別輸入00、0.05225，在在Y1、Y2中中分別輸輸入0、0.006755，如圖圖10-24所所示。2、單擊擊Appply按按鈕，在在X1、X2對對話框中中分別輸輸入0.00225、00.02225，在Y11、Y22中分別別輸入00.00025、0.0032555，如圖100-255所示。3、單擊擊Appply按按

30、鈕，在在X1、X2對對話框中中分別輸輸入0.00225、00.02225，在Y11、Y22中分別別輸入00.0335、00.0665，如如圖100-266所示。4、單擊擊Appply按按鈕，在在X1、X2對對話框中中分別輸輸入0.02775、00.04475，在Y11、Y22中分別別輸入00、0.0155，如圖圖10-27所所示。5、單擊擊Appply按按鈕，在在X1、X2對對話框中中分別輸輸入0.02775、00.04475，在Y11、Y22中分別別輸入00.01175、0.4475，如圖110-228所示示。6、單擊擊Appply按按鈕，在在X1、X2對對話框中中分別輸輸入0.02775、

31、00.04475，在Y11、Y22中分別別輸入00.055、0.6755，點擊擊OK結(jié)結(jié)束，如如圖100-299所示。建立好好的平面面模型如如圖100-300所示。圖10-24建立長長方形幾幾何面對對話框11圖100-255 建立立長方形形幾何面面對話框框2圖10-26 建立長長方形幾幾何面對對話框33 圖圖10-27 建立長長方形幾幾何面對對話框44圖10-28 建立長長方形幾幾何面對對話框55 圖圖10-29 建立長長方形幾幾何面對對話框66圖10-30 平面幾幾何模型型7、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorModdeliingBoooleaansOveerlaap

32、Areeas，彈出如如圖100-311所示的的Oveerlaap AAreaas菜單單，用鼠鼠標左鍵鍵點選鋼鋼材料墻墻體平面面和任意意一個隔隔熱材料料平面，然后在在Oveerlaap AAreaas菜單單中單擊擊OK按按鈕。8、接下下來繼續(xù)續(xù)選擇Maain MennuPreeproocessorModdeliingBoooleaansOveerlaapAreeas，在Ovverllap Areeas菜菜單中繼繼續(xù)用鼠鼠標左鍵鍵點選鋼鋼材料墻墻體和另另一個隔隔熱材料料平面，然后單單擊OKK按鈕。9、對其其余的隔隔熱材料料平面重重復上述述操作，將剩下下的隔熱熱材料平平面分離離出來。10、選選擇Ut

33、tiitty MMenuuPlootCttrlssNummberringg，彈出出如圖100-322所示的的Ploot NNumbberiing Conntrools對對話框。選擇AAREAA選項，使其狀狀態(tài)由OOff變變?yōu)镺nn。單擊擊OK關(guān)關(guān)閉該對對話框。11、選選擇Maain MennuPreeproocessorNummberringg CttrlssCommpreess Nummberrs，彈彈出Coomprresss Nuumbeers對對話框，在Laabell下拉列列表框中中選擇AAreaas，點點擊OKK按鈕關(guān)關(guān)閉該對對話框。12、選選擇Uttiitty MMenuuPloot

34、Areeas，建立完完畢的幾幾何模型型如圖110-333所示示。圖10-31 平面分分離菜單單圖100-322 顯示示平面編編號對話話框圖10-33 完成后后的平面面幾何模模型3、定義義分析單單元1、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorEleemennt TTypeeAddd/Eddit/Delletee，彈出出Eleemennt TTypee對話框框。單擊擊Addd按鈕，彈出如如圖100-344所示的的Libbrarry oof EElemmentt Tyypess對話框框，在LLibrraryy off Ellemeent Typpes選選項欄中中分別選選擇Thher

35、mmal Sollid、8noode 77選選項，然然后單擊擊OK關(guān)關(guān)閉該對對話框。2、單擊擊Eleemennt TTypee對話框框上的CClosse按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。圖10-34定義單單元類型型對話框框4、定義義材料屬屬性1、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorMatteriial ProopsMatteriial Moddelss，彈出出Deffinee Maaterriall Moodell Beehavviorr對話框框。2、在MMateeriaal MModeels Avaailaablee列表框框中依次次雙擊TTherrmall、Coonduuctii

36、vitty、IIsottroppic選選項，彈彈出Coonduuctiivitty ffor Matteriial Nummberr 1對對話框，在文本本框中輸輸入鋼的的導熱系系數(shù)200，如圖100-355所示，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。3、在DDefiine Matteriial Moddel Behhaviior對對話框中中選擇MMateeriaalNeww Moodell，彈出出Deffinee Maaterriall IDD對話框框，在文文本框中中輸入材材料參數(shù)數(shù)號2，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。4、在MMateeriaal MModeels Avaailaablee列表

37、框框中依次次雙擊TTherrmall、Coonduuctiivitty、IIsottroppic選選項，彈彈出Coonduuctiivitty ffor Matteriial Nummberr 1對對話框，在文本本框中輸輸入隔熱熱材料的的導熱系系數(shù)0.1，如如圖100-366所示，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。最后后關(guān)閉DDefiine Matteriial Moddel Behhaviior對對話框。圖10-35 定義鋼鋼的導熱熱系數(shù) 圖100-366 定義義隔熱材材料的導導熱系數(shù)數(shù)5、劃分分網(wǎng)格1、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngSizz

38、e CCntrrlsMannuallSizzeLinnesAlll Liiness，彈出出Eleemennt SSizees oon AAll Sellectted Linnes對對話框，在SIIZE文文本框中中輸入00.00025，如圖110-337所示示，單擊擊OK按按鈕關(guān)閉閉該對話話框。圖10-37 定義網(wǎng)網(wǎng)格單元元尺寸對對話框2、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngMessh AAttrribuutessDeffaullt AAttrribss，彈出出Messhinng AAttrribuutess對話框框，在MATT下拉列列表框中中選擇11

39、，其余余選項采采用默認認設置，如圖110-338所示示，單擊擊OK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。圖10-38 定義網(wǎng)網(wǎng)格屬性性對話框框3、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngMesshAreeasFreee，彈彈出Meesh Areeas菜菜單，用用鼠標左左鍵點選選鋼材料料框架的的平面，然后點點擊OKK按鈕開開始劃分分鋼材料料模型的的網(wǎng)格。網(wǎng)格如如圖100-399所示。4、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngMessh AAttrribuutessDeffaullt AAttrribss，彈出出Messhinng

40、 AAttrribuutess對話框框，在MATT下拉列列表框中中選擇22，其余余選項采采用默認認設置，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。5、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngMesshAreeasFreee，彈彈出Meesh Areeas菜菜單，用用鼠標左左鍵點選選5個隔隔熱材料料平面，然后點點擊OKK按鈕開開始劃分分網(wǎng)格。網(wǎng)格如如圖100-400所示。圖10-39 鋼材材料模型型的網(wǎng)格格 圖100-400整體網(wǎng)網(wǎng)格6、施加加邊界條條件1、選擇擇Maiin MMenuuSollutiionDeffinee LooadssAppplyTheerma

41、alConnvecctioonOn Linnes，彈出如如圖100-411所示的的Appply CONNV oon llinees菜單單，用鼠鼠標左鍵鍵點選隔隔熱板最最左側(cè)的的線段，然后點點擊菜單單上的OOK按鈕鈕。接下下來彈出出Appply CONNV oon llinees對話話框，在在VALLI文本本框中輸輸入2000，在在VALL2I文文本框中中輸入-50，如圖110-442所示示，單擊擊OK按按鈕完成成設置。圖10-41施加加線對流流載荷菜菜單圖110-442施加加線對流流載荷對對話框2、選擇擇Maiin MMenuuSollutiionDeffinee LooadssAppplyT

42、heermaalConnvecctioonOn Linnes，彈出AApplly CCONVV onn liiness菜單，用鼠標標左鍵點點選隔熱熱板最右右側(cè)的線線段，然然后點擊擊菜單上上的OKK按鈕。接下來來彈出AApplly CCONVV onn liiness對話框框，在VVALII文本框框中輸入入20，在VAAL2II文本框框中輸入入25，單擊OOK按鈕鈕完成設設置。7、定義義求解類類型選擇Maain MennuSollutiionAnaalyssis TyppeNeww Annalyysiss，彈出出Neww Annalyysiss對話框框，選擇擇分析類類型為SSteaady-sta

43、ate，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。8、求解解1、選擇擇Utiilitty MMenuuSellecttEveerytthinng，選選擇Uttiliity MennuffileeSaave as命命令,彈彈出Saave Dtaabasse對話話框,在在Savve DDtabbasee too文本框框中輸入入102_sttartt.dbb,保存上上述操作作過程，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。2、選擇擇Maiin MMenuuSooluttionnSollveCurrrennt LLS，出出現(xiàn)Soolvee Cuurreent Loaad SStepp對話框框，同時時出現(xiàn)/STAAT

44、CCommmandd窗口，仔細閱閱讀/SSTATT Coommaand窗窗口中的的內(nèi)容，然后點點擊Cllosee按鈕，關(guān)閉/STAAT CCommmandd窗口。點擊SSolvve CCurrrentt Looad Steep對話話框中的的OK按按鈕，AANSYYS開始始求解計計算。求求解結(jié)束束后，出出現(xiàn)Sooluttionn iss doone對對話框，點擊CClosse按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。3、選擇擇Utiilitty MMenuufiileSavve aas命令令,彈出出Savve DDtabbasee對話框框,在SSavee Dttabaase to文文本框中中輸入11022_enn

45、d.ddb, 保存求求解結(jié)果果，單擊擊OK按按鈕關(guān)閉閉該對話話框。9、查看看求解結(jié)結(jié)果1、選擇擇Maiin MMenuuGenneraal PPosttproocLisst RResuultssNoddal Sollutiion，彈出LListt Noodall Sooluttionn對話框框，在IItemm too bee liisteed列表表框中選選擇Noodall SooluttionnDOFF sooluttionnNoddal Temmperratuure選選項，如如圖100-433所示，單擊OOK按鈕鈕，ANNSYSS顯示窗窗口顯示示如圖110-444所示示的各節(jié)節(jié)點的溫溫度值。

46、2、選擇擇Maiin MMenuuGenneraal PPosttproocPloot RResuultssConntouur PPlottNoddal Sollu，彈彈出如圖圖10-45所示示的Coontoour Noddal Sollutiion Datta對話話框，在在Iteem tto bbe cconttourred列列表框中中選擇NNodaal SSoluutioonDOFF sooluttionnNoddal Temmperratuure選選項，單單擊OKK按鈕，ANSSYS顯顯示窗口口顯示如如圖100-466所示的的隔熱板板內(nèi)部溫溫度分布布的等值值線云圖圖。圖10-43 列表求

47、求解節(jié)點點溫度對對話框圖圖10-44 各節(jié)點點溫度顯顯示列表表圖10-45 顯示節(jié)節(jié)點溫度度對話框框圖10-46 隔熱板板內(nèi)部溫溫度分布布等值線線云圖3、選擇擇Maiin MMenuuGenneraal PPosttproocPloot RResuultssVecctorr PllotPreedeffineed，彈彈出如圖圖10-47所示示的Veectoor PPlott off Prredeefinned Vecctorrs對話話框，在在Iteem選項項卡中選選擇Fllux & ggraddiennt、Theermaal ffluxx TFF選項，其余采采用默認認設置，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該

48、該對話框框。隔熱熱板內(nèi)的的熱量流流動矢量量分布如如圖100-488所示。圖10-47 矢量顯顯示對話話框圖10-48 隔熱板板內(nèi)熱量量流動的的矢量分分布10.33 工程程實例33電子子元器件件散熱裝裝置溫度度分布附帶帶光盤“Ch110實例11033_sttartt”附帶帶光盤“Ch110實例11033_ennd”附帶帶光盤“AVICh1101103.avvi”在本實例例中的電電子元器器件工作作時，由由于有電電流的通通過會向向外發(fā)出出熱量，其生熱熱率為110000kW。如此大大的散熱熱量需要要利用導導熱性能能較好的的材料及及時導出出，否則則電子元元件容易易燒毀。本實例例中的電電子元件件主要由由銅

49、制的的線路組組成，銅銅的導熱熱系數(shù)為為3866 W/m；在電電子元件件外包有有鋼制的的保護層層，鋼的的導熱系系數(shù)為220 WW/m；在鋼鋼制保護護層上表表面粘接接導熱系系數(shù)為1180 W/mm鋁制散散熱肋片片。其幾幾何結(jié)構(gòu)構(gòu)如圖110-449所示示。試求求：（1）整整個系統(tǒng)統(tǒng)的溫度度分布；（2）整整個系統(tǒng)統(tǒng)的溫度度最大值值；（3）將將求解結(jié)結(jié)果輸出出圖片（不可使使用截圖圖軟件截截圖）。圖10-49 散熱組組件結(jié)構(gòu)構(gòu)圖由于在本本實例中中，電器器元件的的散熱率率以及各各材料的的屬性均均可認為為恒定，不隨時時間和溫溫度的變變化而變變化。故故本例可可采用穩(wěn)穩(wěn)態(tài)求解解類型進進行求解解。1、定義義分析文文

50、件名1、選擇擇Utiilitty MMenuuFilleChaangee Joobnaame，在彈出出的單元元增添對對話框中中輸入EExammplee10-3，然然后點擊擊OK。2、選擇擇Maiin MMenuuPreeferrencces，彈出PPreffereencees ffor GUII Fiilteerinng對話話框，點點選Thhermmal復復選框，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。2、建立立幾何模模型1、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorModdeliingCreeateeAreeasRecctanngleeBy Dimmenssionns，彈彈出Crr

51、eatte RRecttanggle by Dimmenssionns對話話框，在在X1、X2對對話框中中分別輸輸入0、0.005，在在Y1、Y2中中分別輸輸入0、0.003，如圖110-550所示示。2、單擊擊Appply按按鈕，在在X1、X2對對話框中中分別輸輸入0.02、0.03，在YY1、YY2中分分別輸入入0.001、0.02，如圖110-551所示示。3、單擊擊Appply按按鈕，在在X1、X2對對話框中中分別輸輸入0、0.05，在YY1、YY2中分分別輸入入0.003、00.055，如圖110-552所示示。4、單擊擊Appply按按鈕，在在X1、X2對對話框中中分別輸輸入0.0

52、1、0.02，在YY1、YY2中分分別輸入入0.004、00.055，如圖110-553所示示。5、單擊擊Appply按按鈕，在在X1、X2對對話框中中分別輸輸入0.03、0.04，在YY1、YY2中分分別輸入入0.004、0.05，單擊OOK，如圖100-544所示。圖10-50 建立長長方形幾幾何面對對話框11圖100-511 建立立長方形形幾何面面對話框框2圖10-52 建立長長方形幾幾何面對對話框33 圖110-553 建建立長方方形幾何何面對話話框4圖10-53 建立長長方形幾幾何面對對話框556、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorModdeliingOpee

53、ratteBoooleaansSubbtraactAreeas，彈出SSubttracct AAreaas菜單單，在文文本框中中輸入33（或用用鼠標左左鍵點選選第3個個長方形形），單單擊OKK按鈕，然后在在文本框框中輸入入4，單單擊OKK按鈕。完成此此步驟后后，小長長方形44將大長長方形33的相應應位置截截取為空空白。7、重復復上面的的方法，利用小小長方形形5將大大長方形形3的相相應位置置截取為為空白。8、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorModdeliingOpeeratteBoooleaansOveerlaapAreeas，彈出OOverrlappAreeas菜菜單

54、，在在文本框框中輸入入1，22，單擊擊OK按按鈕關(guān)閉閉該對話話框。9、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorNummberringg CttrlssCommpreess Nummberrs，彈彈出Coomprresss Nuumbeers對對話框，在Laabell下拉列列表框中中選擇AAreaas，單單擊OKK按鈕關(guān)關(guān)閉該對對話框。10、選選擇Maain MennuPreeproocessorModdeliingOpeeratteBoooleaansGluueAreeas，彈出GGlueeAreeas菜菜單，用用鼠標點點選鋁制制散熱片片平面和和鋼制外外殼平面面，然后后單擊O

55、OK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。壓縮縮平面編編號，建建立好的的幾何模模型如圖圖10-54所所示。其其中1號號平面為為銅制電電子元件件，2號號平面為為鋁質(zhì)散散熱片，3號平平面為鋼鋼制外殼殼。圖10-54 散熱裝裝置幾何何模型模模型3、定義義材料屬屬性1、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorMatteriial ProopsMatteriial Moddelss，彈出出Deffinee Maaterriall Moodell Beehavviorr對話框框。2、在MMateeriaal MModeels Avaailaablee列表框框中依次次雙擊TTherrmall、Coond

56、uuctiivitty、IIsottroppic選選項，彈彈出Coonduuctiivitty ffor Matteriial Nummberr 1對對話框，在文本本框中輸輸入銅的的導熱系系數(shù)3886，如如圖100-555所示，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。3、在DDefiine Matteriial Moddel Behhaviior對對話框中中選擇MMateeriaalNeww Moodell，彈出出Deffinee Maaterriall IDD對話框框，在文文本框中中輸入材材料參數(shù)數(shù)號2，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。4、在MMateeriaal MModeels Avaail

57、aablee列表框框中依次次雙擊TTherrmall、Coonduuctiivitty、IIsottroppic選選項，彈彈出Coonduuctiivitty ffor Matteriial Nummberr 1對對話框，在文本本框中輸輸入鋁的的導熱系系數(shù)1880，如如圖100-566所示，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。5、在DDefiine Matteriial Moddel Behhaviior對對話框中中選擇MMateeriaalNeww Moodell，彈出出Deffinee Maaterriall IDD對話框框，在文文本框中中輸入材材料參數(shù)數(shù)號3，單擊OOK按鈕鈕關(guān)閉該該對話框

58、框。6、在MMateeriaal MModeels Avaailaablee列表框框中依次次雙擊TTherrmall、Coonduuctiivitty、IIsottroppic選選項，彈彈出Coonduuctiivitty ffor Matteriial Nummberr 1對對話框，在文本本框中輸輸入鋼的的導熱系系數(shù)200，如圖圖10-56所所示，單單擊OKK按鈕關(guān)關(guān)閉該對對話框。圖10-55 定義銅銅的導熱熱系數(shù)圖圖10-56 定義鋁鋁的導熱熱系數(shù)圖10-57 定義鋼鋼的導熱熱系數(shù)4、定義義分析單單元1、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocessorEleemennt TTyp

59、eeAddd/Eddit/Delletee，彈出出Eleemennt TTypee對話框框。單擊擊Addd按鈕，彈出如如圖100-588所示的的Libbrarry oof EElemmentt Tyypess對話框框，在LLibrraryy off Ellemeent Typpes選選項欄中中分別選選擇Thhermmal Sollid、8noode 77選選項，然然后單擊擊OK關(guān)關(guān)閉該對對話框。2、單擊擊Eleemennt TTypee對話框框上的CClosse按鈕鈕關(guān)閉該該對話框框。圖10-58 定義單單元類型型對話框框5、劃分分網(wǎng)格1、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocess

60、sorrMesshinngSizze CCntrrlsMannuallSizzeLinnesAlll Liiness，彈出出Eleemennt SSizees oon AAll Sellectted Linnes對對話框，在SIIZE文文本框中中輸入00.0005，在在Spaace文文本框中中輸入11，如圖圖10-59所所示，單單擊OKK按鈕關(guān)關(guān)閉該對對話框。圖10-59 定義網(wǎng)網(wǎng)格單元元尺寸對對話框2、選擇擇Maiin MMenuuPreeproocesssorrMesshinngMessh AAttrribuutessDeffaullt AAttrribss，彈出出Messhinng AA