Ansys模擬水結(jié)冰的熱分析過程

. .. .頁腳頁腳Ansys一、問題描述：對一茶杯水的結(jié)冰過程進行分析，水和茶杯的初始溫度為0℃，環(huán)境溫度為-10℃，杯子側(cè)面和頂面的對流換熱系數(shù)為12.5W/m^2·℃，杯子放在桌面上，假設(shè)桌面可以對杯子底面提供-10℃的溫度載荷。計算3000s之后的溫度分布。模型如下：54.41mm50mm85mm60mm度為5m（部水的高度80m。分析采用SI單位制，水的材料屬性如下：導(dǎo)熱率：0.6密度：1000比熱容：4200焓值：溫度℃溫度℃-10-1010焓J/m^3037.8e679.8e6121.8e6茶杯采用鐵的材料屬性：導(dǎo)熱率：70密度：7833比熱容：448二、問題分析：701/40℃的042000J/kg·℃的熱量，通過定義焓值來實本例通過apdl三、分析步驟:1、定義工程名及標題fini/cle ！清除數(shù)據(jù)庫/filname.shuijiebing,1！此處設(shè)置工作名/title,lovz ！此處設(shè)置標題*afundeg /prep7 ！進入前處理模塊et,1,70 ！定義70單元mp,kxx,1,0.6 ！設(shè)置材料屬mp,c,1,4200mp,dens,1,1000mptemp,1,-10,-1,0,10mpdata,enth,1,1,0,37.8e6,79.8e6,121.8e6 mp,kxx,2,70mp,dens,2,7833mp,c,2,44813、定義參數(shù)r1=50e-3r2=60e-3r3=54.41e-3r4=65e-3h1=80e-3h2=85e-34、建模wprot,,-90 ！旋轉(zhuǎn)工作平面/pnum,volu,1！打開體積顯示/view,1,1,1,1 ！Iso1/4cone,r3,r4,0,h2,0,90 ！建立茶杯輪廓模wpoff,,,h2-h1 ！移動工作平面vsbw,all ！用工作平面切割體，方便掃掠劃分網(wǎng)vovlap,all ！對體進行疊分操作vglue,all ！對體進行粘接操作numcmp,all ！壓縮所有編號wpcsys,-1,0 ！工作平面回歸原/replot 5、對體賦予材料屬性vsel,,,,1,3 ！體積1到3vatt,2,,1 ！賦予2號材料屬vsel,,,,4 ！體積4vatt,1,,1 ！賦予1號材料屬Allsel ！選擇所有/pnum,mat,1！打開材料編號顯Vplot ！模型顯示6、分網(wǎng)esize,2.5e-3 ！單元尺寸vsweep,all ！掃掠劃分網(wǎng)格劃分如上，可見網(wǎng)格密度還是可以接受的。7、進行求解設(shè)置/sol！進入求解模塊toff,273！設(shè)置溫度偏移antype,4！瞬態(tài)分析outres,all,all ！輸出設(shè)置，選擇輸出所tunif,0 ！設(shè)置初始溫度timint,on ！打開時間積time,3000 ！設(shè)置時間deltim,30,30,100！設(shè)置子載荷步時間，下限30s，上限autots,on ！打開自動時間步長kbc,1 ！階躍載荷初始溫度是必須設(shè)置的，也可以先關(guān)閉時間積分，對整體施加0℃的溫度載荷，進行穩(wěn)態(tài)分析，隨后打開時間積分，進行瞬態(tài)分析。8、施加載荷用/pnum,area,1打開面顯示，再用APLOT，確定要施加載荷的面的編號。隨后施加載荷asel,,,,16,17asel,a,,,2asel,a,,,7 ！選擇對流邊界的面編sfa,all,,conv,12.5,-10 ！施加對流asel,,,,1asel,a,,,3 ！選擇茶杯底面nsla,s,1 ！選擇底面上的全部節(jié)d,all,temp,-10 ！施加溫度載荷Allsel用管它，繼續(xù)。9、求解Solve210、后處理/post1 ！進入后處理模塊set,last ！選擇最后一個載荷plnsol,temp ！顯示溫度場分布3000s出，除了紅色部分的水未凝結(jié)之外，其余的水已經(jīng)凝結(jié)。僅對水的溫度場進行處理，手動設(shè)置溫度顯示圍，可以更清楚看出水的凝結(jié)情況，如下esel,s,mat,,1 ！選擇1號材Eplot ！顯示單元/cval,1,-10,-1,0,0.1 plnsol,temp如上圖，藍色部分表示水已凝結(jié)為冰，黃色部分為水。setby子項目選擇自己想要查看的子載荷步，然后查看溫度。如：/cval ！溫度顯示復(fù)位set,,,,,,,11 11，即time=521plnsol,temp上圖即為521s時水的溫度場分布。另外也可以通過設(shè)置選項，查看動畫antime,10,0.5,,1 ！設(shè)置動畫/anfile,save,'lovz' ansysavi動畫ok滾動條調(diào)節(jié)動畫頻率，點擊close11、進入時間歷程處理器對一些節(jié)點進行溫度-時間顯示處理，如下：/post26n1=node(0,10e-3,0) ！選擇距茶杯底面10mm的水節(jié)點n2=node(0,30e-3,0) ！選擇距底面30mm處的節(jié)點csys,5 ！設(shè)置y軸的柱坐標系，方便選擇節(jié)n3=node(r1,45,h2/2) ！選擇x=r1，y=45°，z=h2/2的節(jié)csys,0 ！整體笛卡爾坐標nsol,2,n1,temp,,t