案例1.1 钢水的辐射传热
分析模型
计算
∙ 分析类型
热,辐射
∙ 求解方程式
能量守恒方程式
材料属性
气体显示在默认材料属性文件的[fliud(incompressible)]-[air(20c)]中
人体(水)密度 998.2[kg/m²]
比热容 4182[J/(kg.K)]
传热率 0.5991[W/(m.K)]
边界条件
∙ 热边界
热传递边界
钢水:热传导外部温度 1727 [℃]
人与空气之间:热传导
其他:热传导外部温度 27 [℃]
辐射边界
钢水:辐射率0.3 外部温度 1727 [℃]
人与空气之间:辐射率
0.9
∙
其他:辐射率1.0 外部温度 27 [℃] 对称边界 Ymax (Y 最大值) : 对称边界(绝热的,镜面)
初始工况
温度(所有的) 27[℃]
具体条件
辐射射线数量 24
计算方法
瞬态分析用时=5分钟
步长=3.0秒
网格
元件数量72*49*58=204624
∙ [Basic Setting]选项
∙ 顶点探测有代表性的
∙ 划分网格的方法粗网格和细网格
几何比率(内部的) 1.1
几何比率(外部的) 1.2
底部构筑物标准长(20,20,20)
底部构筑物网格元件大小的极值(10,10,10)
设置指南
1. [Computational Domain (2/6)Step]
打开[Coordinate system](坐标系),选择[Cartesian coordinate]
(直角坐标)
关于矩形子域的大小问题,在[minimum value]处输入(0,0,0),
[Maximum value]处输入(3000,2300,3000)
2. [Analysis Type (3/6)step]
∙ 按照下表选择分析类型
3. [Initial Value/Gravity (4/6)step](初始值)
∙
∙
∙
∙ [Unit of reference temperature](参考温度单位)栏目中选入[C] [ Default value of temperature](默认温度值)和[Initial temperature of solid](固体初始温度)中分别输入[27][℃] [Default value of emissivity](辐射率默认值)中输入[1] 创建分析模型和注册区
1. 用Cuboid (立方体)创建只有两部分的人体,并赋予其材料属性
2. 用Panel (面板)创建钢水(条件区域边界)
工况向导
1. [Analysis Type](分析类型)
∙ 勾选[heat]和[Radiation], 并选择[FLUX method](通量法)
∙ 选择[Transient analysis](瞬态分析)
2. [Initial Condiyion](初始工况)-
∙ 将[Temperature]的初始值[27][℃]设置到这个区域(硬件部分的初始温度) ∙
3. [Boundary Condition](边界条件)-[Thermal Boundary](热边界)
∙ 按照下表设置Heat Transfer(热传递)
∙ 按下表设置Radiation (辐射)
4. [Boundary Condition](边界条件)-[Systemmetrical Boundary](对称边界)
∙ 需为Ymax 设置对称边界
5. [Radiation](辐射)
∙ 在[Radiant Field](辐射区域)选项中,根据列表选择材料,并且选出[Radiant field]
(辐射区)或者[Non-radiant field](非辐射区)
1) 从列表中选择[air(20c)],并选出[Radiant field](辐射区),然后单击Set (设置)。
[Absorption coefficient](吸收率)和 [Scattering coefficient](分散率)仍为[0].
2) 从列表中选择[Water](水),并选择[Non-Radiant field](非辐射区),
[Emissivity](发射率) 栏中输入[0.9],单击Set (设置),这样就可以把所有水质材料部分的辐射率设置成0.9
在[Control]选项中,[the number of radiant flux method](辐射通量法的数量)栏目中选入[24 flux method](24通量法) ∙
1. [Analysis Control](简单设置)-[Transient Analysis]
∙ 在[Start cycle no.]栏目中输入[1],[Last Cycle no.]栏目中输入[100]
∙ 在[Time Step]的[Type]栏中选入[Fixed time step](固定时步),[Time step]中输入
[3][sec].
2. [Output Condition]-[L file]
∙ 在[Radiant (FLUX Method)]选项中,勾选
[Output amount of heat at radiation boundary]
(辐射边界的热输出量), [Output cycle]栏目中输入[10]
分析结果
∙ 计算周期
100个周期
∙ 温度等值线图
Y=2.25[m](接近对称平面)
∙ 辐射强度矢量图
Y=2.25[m](接近对称平面)
案例1.1 钢水的辐射传热
分析模型
计算
∙ 分析类型
热,辐射
∙ 求解方程式
能量守恒方程式
材料属性
气体显示在默认材料属性文件的[fliud(incompressible)]-[air(20c)]中
人体(水)密度 998.2[kg/m²]
比热容 4182[J/(kg.K)]
传热率 0.5991[W/(m.K)]
边界条件
∙ 热边界
热传递边界
钢水:热传导外部温度 1727 [℃]
人与空气之间:热传导
其他:热传导外部温度 27 [℃]
辐射边界
钢水:辐射率0.3 外部温度 1727 [℃]
人与空气之间:辐射率
0.9
∙
其他:辐射率1.0 外部温度 27 [℃] 对称边界 Ymax (Y 最大值) : 对称边界(绝热的,镜面)
初始工况
温度(所有的) 27[℃]
具体条件
辐射射线数量 24
计算方法
瞬态分析用时=5分钟
步长=3.0秒
网格
元件数量72*49*58=204624
∙ [Basic Setting]选项
∙ 顶点探测有代表性的
∙ 划分网格的方法粗网格和细网格
几何比率(内部的) 1.1
几何比率(外部的) 1.2
底部构筑物标准长(20,20,20)
底部构筑物网格元件大小的极值(10,10,10)
设置指南
1. [Computational Domain (2/6)Step]
打开[Coordinate system](坐标系),选择[Cartesian coordinate]
(直角坐标)
关于矩形子域的大小问题,在[minimum value]处输入(0,0,0),
[Maximum value]处输入(3000,2300,3000)
2. [Analysis Type (3/6)step]
∙ 按照下表选择分析类型
3. [Initial Value/Gravity (4/6)step](初始值)
∙
∙
∙
∙ [Unit of reference temperature](参考温度单位)栏目中选入[C] [ Default value of temperature](默认温度值)和[Initial temperature of solid](固体初始温度)中分别输入[27][℃] [Default value of emissivity](辐射率默认值)中输入[1] 创建分析模型和注册区
1. 用Cuboid (立方体)创建只有两部分的人体,并赋予其材料属性
2. 用Panel (面板)创建钢水(条件区域边界)
工况向导
1. [Analysis Type](分析类型)
∙ 勾选[heat]和[Radiation], 并选择[FLUX method](通量法)
∙ 选择[Transient analysis](瞬态分析)
2. [Initial Condiyion](初始工况)-
∙ 将[Temperature]的初始值[27][℃]设置到这个区域(硬件部分的初始温度) ∙
3. [Boundary Condition](边界条件)-[Thermal Boundary](热边界)
∙ 按照下表设置Heat Transfer(热传递)
∙ 按下表设置Radiation (辐射)
4. [Boundary Condition](边界条件)-[Systemmetrical Boundary](对称边界)
∙ 需为Ymax 设置对称边界
5. [Radiation](辐射)
∙ 在[Radiant Field](辐射区域)选项中,根据列表选择材料,并且选出[Radiant field]
(辐射区)或者[Non-radiant field](非辐射区)
1) 从列表中选择[air(20c)],并选出[Radiant field](辐射区),然后单击Set (设置)。
[Absorption coefficient](吸收率)和 [Scattering coefficient](分散率)仍为[0].
2) 从列表中选择[Water](水),并选择[Non-Radiant field](非辐射区),
[Emissivity](发射率) 栏中输入[0.9],单击Set (设置),这样就可以把所有水质材料部分的辐射率设置成0.9
在[Control]选项中,[the number of radiant flux method](辐射通量法的数量)栏目中选入[24 flux method](24通量法) ∙
1. [Analysis Control](简单设置)-[Transient Analysis]
∙ 在[Start cycle no.]栏目中输入[1],[Last Cycle no.]栏目中输入[100]
∙ 在[Time Step]的[Type]栏中选入[Fixed time step](固定时步),[Time step]中输入
[3][sec].
2. [Output Condition]-[L file]
∙ 在[Radiant (FLUX Method)]选项中,勾选
[Output amount of heat at radiation boundary]
(辐射边界的热输出量), [Output cycle]栏目中输入[10]
分析结果
∙ 计算周期
100个周期
∙ 温度等值线图
Y=2.25[m](接近对称平面)
∙ 辐射强度矢量图
Y=2.25[m](接近对称平面)