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MeshFree|瞬态热力学分析

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基于MeshFree的瞬态热力学分析
以及与workbench对比
前言
     前段时间笔者试用了另一款无网格仿真分析软件 ,对无网格技术以及未来有限元的发展十分激动 ,囿于无网格技术依然处于初生和待完善阶段,笔者在期待未来无网格技术能有更全面和更完善成熟的功能应用。MeshFree在推出新版本之时笔者果断申请了MeshFree的试用,不失所望,笔者发现了更多的 功能,笔者近期在做疲劳的研究,惊喜的是MeshFree也加入了疲劳分析的模块 ,虽然在材料和算法上 还比较基础 ,但是终究实现了这一 模块,让笔者倍感欣慰,并对MeshFree和无网格技术的未来充满了期望 。
     进入正题,上次笔者试用无网格技术进行了简单构件的热交换分析,本次笔者依旧进行简单构件的热力学分析
计算机硬件:
CPU:I7-8565U
内存:8GB 硬盘 250G SSD
显卡:英伟达 MX150
系统:Windows 10家庭版
模型以及材料定义
铝制散热片,导入文件为STP格式MeshFree的文件导入界面以及分析定义界面简洁明了

MeshFree的材料库非常丰富,常见的材料以及相关的参数都有定义,本次热分析所需的热参数也在材料参数有定义

求解设置

1.固定温度载荷

固定温度属于传热分析中的载荷。本次分析中散热片选取左侧面为固定温度施加面,温度函数定义、温度加载面选取以及定义如下

2.热对流设置

固体表面与固体内部之间的热交换,属于瞬态热力学分析中的边界条件。本次分析的环境温度为28度,热对流系数为30W/㎡*℃, 边界条件的选取以及参数的设定如图所示

完成设置之后便可以直接进行运行分析,对时间步的设置如图,分析时间为30s ,时间步为30步,内存选用4GB,计算完成时间为120s

 计算结果

可以看到,散热片整体的温度在70-90度之间,最大最小值如上图位置所示 。

取某一节点查看温度变化曲线,温度变化曲线以及列表值,如图所示
节点温度变化表

Workbench分析 

为了与传统有限元分析进行对比,本次分析还选用了workbench16.1版本进行分析对比,网格尺寸设置为5mm,其他设置略去不表,结果如图所示

小结
在网格精度较大的情况下,且认为workbench 求得的结果为精确解,MeshFree 求得的温度场和workbench求得的解误差较小,温度分布趋势 一致节点处的温度变化曲线也一致,节点处的温度随时间变化有一些误差。是基于MeshFree位置和传统网格节点位置有一定差异。
但是MeshFree在进行设置以及求解的过程较为简单,简单明了,方便上手 。

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来源:midas机械事业部
Workbench疲劳MeshFree材料
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首次发布时间:2023-03-22
最近编辑:1年前
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