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Lsdyna热辐射和热传导分析

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传热有三种形式:热传导、热对流和热辐射

1、热传导


热传导是指当不同物体之间或同一物体内部存在温度差时,就会通过物体内部分子、原子和电子的微观振动、位移和相互碰撞而发生能量传递现象。当一个物体的一端被加热时,分子或原子获得能量并振动,这些振动通过碰撞或相互作用传递给相邻的分子或原子,从而热量从高温区域传导到低温区域。金属之所以是良好的导热体,正是因为其内部有大量自由电子,这些自由电子可以快速传递热量。而大多数绝缘体是热的不良导体,则是因为分子振动是受限的,只能在很小的范围内振动,因此其热量传递的过程要远慢于可以通过自由电子传到的金属。

2、热对流
热对流是指在流体(液体或气体)中,热量通过流体的整体运动从一个区域传递到另一个区域的过程。其依赖于流体中的温度差异:当流体受热时,流体膨胀而密度降低,从而产生浮力使热流体上升,而冷流体下降,形成对流环流,从而传递热量。
3、热辐射
热辐射是指物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,并且温度越高,辐射出的总能量就愈大。与热传导不同的是,热辐射不需要物质媒介来传递,因此可以在真空中发生。地球之所以能保持温暖,正是因为太阳通过辐射将热量传递到了地球。
模型说明:左端施加初始温度,右侧为热对流和热辐射边界,本模型主要涉及热传导和热辐射。

一、需要用到的控制卡片

1、SOLUTION热分析关键字

SOLN:=Analysis solution procedure:

EQ.0: Structural analysis only,

EQ.1: Thermal analysis only,

EQ.2: Coupled structural thermal analysis.

2、TERMINATION计算时间关键字

3、CONTROL_THERMAL_NONLINEAR非线性热分析或耦合结构/热分析设置参数

REFMAX:每个时间步长的最大矩阵更新次数,默认为10;

TOL:温度收敛容差;

DCP:发散控制参数;

稳定问题为 0.3 <= DCP<=1.0.   default is 1.0

瞬态问题为 0.0 < DCP <=1.0.    default is 0.5.

LUMPBC:集中热边界条件。LUMPBC=1激活了一种数值方法来抑制异常温度振荡,这是由非常大的阶跃函数边界条件引起的,通常不建议使用该选项,默认为OFF。

THLSTL:线搜索收敛容差,

NLTHPR:热非线性输出

PHCHPN:相位变化罚参数

4、*CONTROL_THERMAL_SOLVER热分析求解器,在仅热分析或耦合结构热分析中设置热求解的选项

ATYPE:热分析类型,0为稳态分析,1为瞬态分析;

PTYPE:热问题类型,0为线性,1为高斯点温度下材料性能评估的非线性问题,2为在单元平均温度下评估材料性能的非线性问题。

SOLVER:热分析求解器类型,

EQ.11:直接求解器

EQ.12:对角线缩放(MPP的默认值)共轭梯度运算

EQ.13:对称高斯-赛德尔共轭梯度迭代

EQ.14:SSOR共轭梯度迭代

EQ.15:ILDLT0(不完全因式分解)共轭梯度算子

EQ.16:改进的ILDLT0(不完全因式分解)共轭梯度迭代

EQ.17:共轭传热问题的GMRES求解器

EQ.18:ILDLT(T)(带阈值枢轴的不完全因子分解)

EQ.19:带MUMPS的预处理共轭梯度

EQ.30:直接非对称因式分解

EQ.90:用户提供的线性方程

GPT:实体单元中使用的高斯点数量

EQ.0:使用默认值8,

EQ.1:使用单点求积法。

EQHEAT:热功当量

FWORK:机械功转化为热量的分数

SBC:斯蒂芬-玻尔兹曼常数。


5、*CONTROL_THERMAL_TIMESTEP为仅热或耦合的热求解时设置的时间步长用于控制结构/热分析。


二、载荷及边界

1、热辐射边界


2、热对流边界



3、温度边界

三、计算结果

图片
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来源:CAE之家
振动碰撞非线性电子UM材料控制
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首次发布时间:2025-07-05
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