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文档简介

1、NX热和流简介NX热和流是一个综合的热传递和流仿真套件,它将热分析和计算流体动力学 (CFD) 分析结合起来了。这两个求解器可以单独运行,也可以一起运行。在组合成耦合的解算时,热和流求解器实际上充当了第三个耦合求解器,它结合了显式对流建模以及这两种求解器的所有建模功能。热边界条件和流边界条件均可以定义为恒定的或随时间变化的。与NX Nastran类似,NX热和流完全集成在NX 高级仿真环境中。系统架构提供了 Teamcenter 工具的完全使用,以控制多个设计迭代和案例研究。结果可以用作NX Nastran求解器中热应力和挠曲分析的边界条件。热求解器的共轭梯度求解器使用了双共轭梯度稳定的技术,

2、以及一个预设条件的矩阵。它将 Newton-Raphson 方法用于非线性条件,使运行状况不良的大型系统提高了性能。此求解器通过用于复杂围场和遮挡表面的自动视角因子计算,对漫射辐射交换进行仿真。流求解器提供了 3D 流体流动和湍流建模。此界面提供了 2D 和 3D 边界条件来定义各种流条件。针对 CFD 建模而优化的网格划分工具简化了多个案例研究中的模型修改过程。在与热求解器耦合的分析中,使用湍流的 3 层对数律壁函数和层流的壁面集成来自动计算对流热传递,从而准确地模拟强制对流和自然对流。多物理场仿真以下列出了几种应用情况。汽车方面的应用· 引擎盖冷却、引擎冷却和散热器·

3、电子装置的热管理· 前照灯和光源分析· 排气歧管和车身底板热问题· 离合器和变速器冷却· 燃油系统和对油箱的热效应,以及燃油供给系统· 制动系统热管理· 加热、通风和内部空气控制· 辅助加热系统(如后视镜)航空方面的应用· 飞行器及其子系统设计· 天线设计· 航空加热和烧蚀建模· 分析引擎组件和飞行器制动系统电子装置方面的应用· 电子围场、风扇性能· 大型托架系统设计,自然对流、强制对流和混合对流· 工业生产过程(如炉、化学浴槽和涂层)· 复杂的

4、电子组件、散热器和热泵· 与汽车、医疗、航空电子或空间系统关联的特殊环境或苛刻环境· 计算机硬件及外围设备加工及其他方面的应用· 用于生产电视显像管的高精度炉· 流化过程(如化学浴槽和涂层)· HVAC 和建筑设计· 任何需要多物理场分析的关键过程位于何处?要启动 NX 热和流,请打开一个部件文件,并执行以下操作:1. 选择开始高级仿真。 2. 在仿真导航器中,右键单击该部件,然后选择新建 FEM 和仿真。 3. 在新建 FEM 和仿真对话框中,选择求解器:NX THERMAL / FLOW,然后选择一个分析对象,并单击确定。 4.

5、在创建解法对话框中,输入解法的名称,并选择一个解算方案类型。单击确定。 使用NX热和流在不考虑复杂性的情况下,任何NX热和流模型中热传递的基本建模步骤都是一样的。对于所有分析过程而言,要记住的最重要的规则是,开始时尽可能使用简单的模型,需要时再添加细节。实际上,这意味着您最初应该:· 忽略装配中的次要部件或特征。· 简化几何表示。· 使用粗略的单元网格。· 进行简单分析。例如,只进行流分析,而不进行耦合分析,或者进行稳态分析,而不进行瞬时分析。· 使用基本热传递计算和/或流体流动原理,检查求解结果。确信初始热和/或流体模型符合要求后,即可在必要

6、时添加细节和使用更精细的网格。 NX热和流的建模过程步骤编号应用模块,文件类型任务1建模,部件 (.prt) 文件 几何体建模、模型简化。2高级仿真,FEM (.fem) 文件 材料网格划分和网格捕集器如果正在对流进行建模,则可能需要先研究流体域网格划分(在下一步骤中),然后再对流模型进行网格划分。 3高级仿真,仿真 (.sim) 文件 解算方案选项流体域网格划分载荷、约束和仿真对象求解检查解法消息4后处理仿真 (.sim) 文件 检查和显示结果对于 NX 中的所有仿真而言,此过程以对组件和装配的几何体进行建模开始。建模 应用模块为对任何部件或装配进行建模提供了极好的工具。进入高级仿真应用模块

7、,然后就可以使用“理想化”命令对几何体进行简化。 在 FEM 文件中,使用网格划分工具可创建模型的有限元网格。使用网格捕集器可定义材料和物理属性,并指定热-光学属性。 在仿真文件中创建一种解算方案,以便包含载荷、约束及仿真对象,这些对象定义附加的传热途径、热载荷、恒温、辐射源和轨道条件。可使用解算方案对话框设置热和流仿真选项,并使用求解器参数控制求解器行为。然后可启动求解过程。“后处理”以图形方式显示结果并创建报告,以便将您的结果传送给设计小组。 模型的数据结构 · 在建模部件文件内(示例:model.prt),您创建、改写或导入模型的实体几何体,其层次结构的构成为顶点、边、面和体。

8、· 在理想化部件文件内(示例:model_i.prt),以对仿真利用有意义的方式抽取几何详细信息。· 在 FEM 文件内(示例:model_fem1.fem),您创建 3D、2D、1D 或 0D 单元的网格,这些单元具有关联的材料属性和单元属性。 · 在仿真文件内(示例:model_sim1.sim),您定义热/流解法及对应的载荷、约束和仿真对象,然后对模型求解并对结果进行后处理。 创建热/流模型NX 热和流使用两种类型的工具定义热和/或流仿真:· 使用边界条件创建工具可指定载荷、约束及其他仿真对象,这些对象描述模型的特定部分的特性。尽管已为模型的几何特

9、征(点、边、面或实体)指定了边界条件,求解器最终都会将 NX 热和流边界条件应用于单元。· 使用解法定义工具可设置解法属性和指定控制整个模型的求解器参数。它们始终作为一个整体应用于解法,从不应用于特定的单元和几何体.传导建模NX热和流针对热传导使用有限体积公式。始终在共用节点的单元之间对传导进行建模,前提是满足以下条件:· 必须定义单元的导热系数(材料属性)。· 必须定义 2D 单元的厚度物理属性;必须定义 1D 单元的梁截面。流体流建模对于流和耦合解算方案类型,NX 热和流使用保守的有限体积公式求解描述流体流动的 Navier-Stokes 方程。指定了流体材料

10、的所有 3D 单元都参与流解法。对于耦合解法,在流体单元接触实体壁或在显式创建了流表面边界条件的位置,自动对对流进行仿真。对流属性可以在相应的位置定制。 辐射建模NX热辐射的仿真功能基于辐射单元之间的视角因子(又称为形状因子或形态因子)。求解器计算所有辐射单元之间的黑体视角因子。它将这些因子和辐射表面属性(热-光学属性)结合起来使用,以计算辐射传导率。对于不服从灰体近似的曲面,可以计算射线跟踪视角因子,而不计算黑体视角因子。 仅表面可辐射:3D 体单元、2D 壳单元、具有指定截面的 1D 梁单元和具有指定直径的 0D 集中质量单元的面。必须在网格捕集器属性对话框的热-光学属性组中,选中辐射复选

11、框,单元才能参与辐射交换。 视角因子计算时间通常由阴影检查控制。对于每对单元,必须对所有其他单元检查和它们之间的阴影。要将阴影检查降至最低,就请定义一个闭合,从而请求仅在彼此可以形成视角的单元之间计算视角因子。获取结果NX热和流允许您选择两种独立的解算方案模式:稳态或瞬态。这两种模式的选项定义为解法属性。 瞬时模型是通过按解算方案对话框中定义的离散时间间隔求积分来求解的。简单地说,这些时间步即时域的网格。在热域中,对于 NX 热求解器而言,较大或快速的温度变化要求时间步更小些。同样,对于 NX 流求解器而言,流型的较大变化也要求时间步更小些。 每次求解之后,还要花些时间验证模型是否收敛。检查全

12、局热平衡和质量平衡的消息文件,看有无流问题。检查警告,并检查视角因子总和,看有无辐射问题。修改您的模型通过在 Modeling 应用模块中使用部件导航器,可轻松地完成对几何体的更改。部件更新应用更改并对网格进行标记以便更新。有限单元模型 (FEM) 的网格更改(包括单元属性更改)自动传播到仿真。而且,可能使用单元属性替代来替代仿真中的单元属性。 仿真导航器为访问和修改所有仿真实体提供了一种快速而方便的方法。如果在创建实体时为它们指定了描述性的名称,则更容易在导航器中识别它们。选择对象也将在图形窗口中高亮显示对应的单元或图形符号。 分析和解算方案类型概述NX 热和流有六种分析类型,每种类型各有一

13、个或多个解算方案类型。分析和解算方案类型决定可以在解法中包括哪些建模功能 - 单元类型、物理属性类型、载荷、约束、仿真对象和建模对象。 您可以使用哪些解算方案类型取决于您所拥有的 NX 热和流许可证。有各种不同的解算方案类型(也因此有各种不同的建模功能)。产品或产品组合包括的解算方案类型 NX 热热、映射和轴对称热NX 热NX 高级热热、映射、轴对称热、高级热、高级轴对称热和高级映射NX 流流和映射NX 流NX 高级流流、映射和高级流NX 热NX 流热   热、映射和轴对称热 流   流和映射 耦合   热-流 NX 热 NX 高级热

14、NX 流NX 高级流热   热、映射、轴对称热、高级热、高级轴对称热和高级映射 流   流、映射和高级流. 耦合   热-流、高级热-流 NX 热NX 高级热(可选)NX 流NX 高级热(可选)NX 空间系统热完整解算方案类型。通过此解算方案类型,可以将基本或高级产品的所有功能组合到一个解法中。 耦合热-流解算方案类型耦合热-流分析类型有两种解算方案类型: · 热-流 在耦合热-流分析中对传导、对流、辐射以及 CFD 流效应的基本建模。 · 高级热-流 在耦合热-流分析中对热和 CFD 流效应的综合建模。 热-流和

15、高级热-流解算方案类型中的功能二者中都有的功能:热-流高级热-流仅在以下对象中可用的功能:高级热-流网格捕集器集中质量   梁   注释 1管道 外壳   实线   物理属性集中质量   梁   薄壳   多层壳均匀   多层壳非均匀   载荷 热载荷   约束 温度   初始温度   初始条件   简单辐射到环境   对流到环境   映射   仿真对象 流边界条件   超声波入口 流表面   流阻塞  

16、滤网   流体域   对称平面   移动参考框架 周期性边界条件 热耦合   热耦合 辐射  热耦合 高级热耦合 对流界面阻抗   面对面接触   辐射   辐射单元分割太阳能加热 辐射加热 关节仿真 Peltier 冷却器 焦耳加热 管流边界条件 停用集 停用集高级 选择性结果   报告   分类   高级参数 建模对象注释 1碳化烧蚀 注释 1活动加热器控制器高级参数耦合   对流属性   注释 1。 管道压头损失 外部条件   注释 1活动风扇控制器

17、 常规实体   注释 1关节仿真运动副 轨道跟踪器(注释 1) 轨道跟踪器(注释 2) 图层   注释 1Monte Carlo 设置 注释 1非牛顿流体 轨道(注释 1) 轨道(注释 2) 平面压头损失注释 1标量点热-光学属性   注释 1热-光学属性 - 高级温度调节装置   注释:注释 1   尽管此功能在热流解算方案的界面中是可见的,但如果包括在解算方案中,它将不起任何作用。 注释 2   虽然此功能在高级热-流解法的界面中可见,但如果包括在解法中,它将不起任何作用。 位于何处?要创建热流解算方案或高级热

18、流解算方案,请在创建解算方案对话框中执行以下操作: · 从求解器列表中选择NX热和流。接下来,从分析类型列表中选择耦合热-流,然后从解算方案类型列表中选择热-流或高级热-流。热解算方案类型热分析类型有两种解算方案类型: · 热 - 热分析中的传导、对流和辐射的基本建模。 · 高级热 - 传导、对流和辐射的综合建模,以及包含对流的 1D 流体流的基本建模。虽然主要是热分析,但高级热分析的热部分也完全与 1D 流体流部分耦合。 热和高级热解算方案类型中的功能二者中都有的功能: 热 高级热仅在以下对象中可用的功能:高级热网格捕集器集中质量   梁  

19、 (请参见下面的注释 1)管道 外壳   实线   物理属性集中质量   梁   薄壳   多层壳均匀   多层壳非均匀   载荷 热载荷   约束 温度   初始温度   简单辐射到环境   对流到环境   映射  仿真对象 热耦合   热耦合 辐射  热耦合 高级热耦合 对流界面阻抗   面对面接触   辐射   辐射单元分割太阳能加热 辐射加热 关节仿真 Peltier 冷却器 焦耳加热 管流边界条件 停用集

20、停用集高级   报告   分类 高级参数 建模对象(请参见下面的注释 1)碳化烧蚀 (请参见下面的注释 1)活动加热器控制器高级参数热   (请参见下面的注释 1)。管道压头损失 常规实体   (请参见下面的注释 1)关节仿真运动副 层   (请参见下面的注释 1)Monte Carlo 设置 热-光学属性   (请参见下面的注释 1)热-光学属性 - 高级温度调节装置   注释注释:注释 1   虽然此功能在热解法的界面中可见,但如果包括在解法中,它将不起任何作用。 位于何处?要创建热解法或高级热解法,

21、请在创建解法对话框中执行下列操作: · 从求解器列表中选择 我的导航器 THERMAL FLOW。接着,从分析类型列表中选择热,然后从解算方案类型列表中选择热或高级热。流解算方案类型流分析类型有两种解算方案类型: · 流 - 流分析中热载荷、热约束、对流和 CFD 流效应的基本建模。 · 高级流 - 流分析中 CFD 流效应的综合建模,以及热载荷、热约束和对流的基本建模。 流和高级流解算方案类型中的功能二者中都有的功能: 流 高级流仅在高级流网格捕集器注释 1管道 外壳   实线   物理属性梁   载荷 热载荷   约束

22、温度   初始温度   初始条件   映射(仅流区域)  仿真对象 流边界条件   超声波入口 流表面   流阻塞   滤网   流体域   对称平面   移动参考框架 周期性边界条件 热耦合 对流管流边界条件 停用集 选择性结果   报告   分类   高级参数 建模对象高级参数流   对流属性   注释 1。 管道压头损失 外部条件   注释 1活动风扇控制器 常规实体   注释 1非牛顿流体 平面压头损失注释 1标量点温

23、度调节装置   注释:注释 1   虽然此功能在流解法的界面中可见,但如果包括在解法中,它将不起任何作用。 位于何处?要创建流解法或高级流解法,请在创建解法对话框中执行下列操作: · 从求解器列表中选择 我的导航器 THERMAL FLOW。接着,从分析类型列表中选择流,然后从解算方案类型列表中选择流或高级流。 轴对称热解算方案类型轴对称建模可以简化模型的准备,并在不牺牲细节或准确性的前提下显著减少模型准备和分析的时间。 轴对称建模将 3D 轴对称模型简化为能以更快速度生成同样结果的 2D 模型。整个物理几何体以及材料和边界条件必须是轴对称的,不能混合使

24、用轴对称和非轴对称的几何体、单元或边界条件。唯一支持的类型是轴对称外壳单元。在分析期间,轴对称外壳单元绕轴旋转生成 3D 单元,以便进行热仿真。3D 单元从不出现在屏幕上。 通常,在创建轴对称模型时可以使用与创建 3D 模型时相同的技术。主要区别在于,几何体仅在 XZ 平面内创建,而且必须这样构造,以确保如果它绕 Z 轴旋转 360 度,仍可准确地建立物理几何体的模型。通常适用于曲面和 2D 外壳单元的热边界条件适用于以轴对称外壳单元划分网格的面的多边形边。通常适用于 3D 体单元的热边界条件适用于多边形面和轴对称壳单元。指定要在展开模型中使用的小平面数量。这决定在轴对称单元绕 Z 轴完整旋转

25、一周时将创建的单元数量。在求解器参数对话框的“辐射”参数页面上,在轴对称段数框中键入旋转模型中小平面的数量。 轴对称热分析类型有两种解算方案类型: · 轴对称热 - 传导、对流和辐射的基本轴对称建模。 · 高级轴对称热 - 传导和辐射的综合轴对称建模,以及与环境的对流的基本轴对称建模。 轴对称热和高级轴对称热解算方案类型中的功能二者中都有的功能: 轴对称热 高级轴对称热仅在高级轴对称热注释网格捕集器外壳   物理属性无无载荷 热载荷   约束 温度   初始温度   简单辐射到环境   对流到环境   映射(热区域

26、类型)  映射(排除单元类型)仿真对象 热耦合   热耦合 辐射  热耦合 - 高级界面阻抗(曲面界面类型)  辐射   辐射加热 停用集 停用集高级   报告   分类 高级参数 建模对象碳化烧蚀 虽然此功能在轴对称热解法的界面中可见,但如果包括在解法中,它将不起任何作用。 活动加热器控制器虽然此功能在轴对称热解法的界面中可见,但如果包括在解法中,它将不起任何作用。 高级参数热   常规实体   图层   Monte Carlo 设置 虽然此功能在轴对称热解法的界面中可见,但如果包括在解法中,

27、它将不起任何作用。 热-光学属性   热-光学属性 - 高级虽然此功能在轴对称热解法的界面中可见,但如果包括在解法中,它将不起任何作用。 温度调节装置   位于何处?要创建轴对称热解算方案或高级轴对称热解算方案,请在解算方案对话框中执行以下操作: · 从求解器列表中选择 NX THERMAL FLOW。接着,从分析类型列表中选择轴对称热,然后从解算方案类型列表中选择轴对称热或高级轴对称热。映射热-流解算方案类型映射分析类型热-流解法将映射限定为目标模型中的指定区域,这些区域映射到源模型中的类似区域。另外,它还指定横向梯度目标集或映射目标集。映射分析类型只有一个求解

28、类型,即热-流。 映射热-流解算方案类型中的功能网格捕集器集中质量 梁 管道外壳 实线 约束 区域关联横向梯度目标集映射目标集位于何处?要创建映射分析热-流解法,请在目标模型的 SIM 中,在创建解法对话框中执行下列操作: · 从求解器列表中选择NX热流。从分析类型列表中选择映射,然后从解算方案类型列表中选择热-流。 轴对称映射解算方案类型轴对称映射分析类型热解法将映射限制在目标模型中的指定区域,这些区域映射到源模型中的类似区域。轴对称映射分析类型只有一个解算方案类型,即热。 轴对称映射 - 热解算方案类型中的功能网格捕集器外壳 约束 区域关联(热)位于何处?要创建轴对称映射分析热解

29、法,请在目标模型的 SIM 中,在创建解法对话框中执行下列操作: · 从求解器列表中选择 NX THERMAL FLOW。接下来,从分析类型列表中选择轴对称映射,然后从解算方案类型列表中选择热。 完整解算方案类型耦合热-流分析类型有第三种解算方案类型:完整完整解算方案类型提供耦合热-流分析中热效应和 CFD 效应的综合建模。此外,完整解算方案类型还提供只对 NX 空间系统热和 NX 电子系统冷却求解器类型可用的建模功能。完整解算方案类型集中了所有三个求解器的功能。 完整解算方案类型中的功能可用功能注释网格捕集器集中质量   梁   管道外壳   实线 &

30、#160; 物理属性集中质量   梁   薄壳   多层壳均匀   多层壳非均匀   载荷 热载荷   约束 温度   初始温度   初始条件   简单辐射到环境   对流到环境   映射   仿真对象 流边界条件   超声波入口流表面   流阻塞   滤网   流体域   对称平面   移动参考框架 周期性边界条件热耦合   热耦合 辐射  热耦合 高级热耦合 对流界面阻抗   面对面

31、接触   辐射   辐射单元分割轨道加热关于更多信息,请参见轨道加热概述。 太阳能加热空间 关于更多信息,请参见太阳能加热空间概述。 辐射热   关节运动   Peltier 冷却器   焦耳加热 管流边界条件 停用集高级选择性结果   报告   分类   高级参数 建模对象碳化烧蚀 活动加热器控制器 高级参数耦合   对流属性   管道压头损失 外部条件  活动风扇控制器 常规实体   关节仿真运动副 轨道跟踪器请参见使用轨道观测仪层 Monte Carlo 设置

32、  非牛顿流体 轨道请参见轨道概述平面压头损失标量点 热-光学属性 热-光学属性 - 高级 温度调节装置 位于何处?要创建完整解法,请在创建解法对话框中,从求解器列表中选择 NX THERMAL FLOW。接着,从分析类型列表中选择耦合热-流,然后从解算方案类型列表中选择完整。 解法选项解法选项概述尽管默认设置通常可生成结果,但您应在每次分析之前检查选定的解算方案选项。常用设置位于解算方案对话框的解算方案细节页和环境条件页中。 当其他页上的设置用于解算的模型时,应该要始终对这些设置进行检查。· 对于瞬态分析,必须在“瞬态”页上指定起始时间和结束时间,并检

33、查其他设置是否正确。更改“初始条件”页上的默认设置可以节约分析的时间。 · 要对复杂流进行 3D 流分析,3D 流页上的设置可以改进网格划分、精度和收敛。 · 对于较大的模型,在“结果选项”页上,取消选择不必要的结果类型的选项,可以减少处理时间并缩小结果文件的大小。位于何处?要定义解算方案选项,可在仿真中执行以下操作之一:· 在仿真导航器中,右键单击解算方案并选取编辑解算方案。 · 在高级仿真工具条上,单击解算 。在解算对话框中,单击编辑解算方案。 解算方案对话框 解算方案详细信息选项描述解算选项运行目录控制运行目录的名称和位置,求解器将在该目录中生成输

34、入文件和输出文件,包括结果、消息、警告/错误、收敛绘图和草图文件。仿真解法名称在工作目录中生成一个子目录,其命名方式为当前仿真名称后跟一个连字符和活动解法的名称。 解法名称在工作目录中生成一个子目录,将其命名为活动解法的名称。 当前仿真在与当前仿真相同的目录中生成求解器文件。不创建任何子目录。 指定允许指定运行目录的名称和位置。在运行目录位置框中输入路径和文件名,或单击 浏览到该位置。 解算热仅对耦合热-流分析类型显示。 允许指定是否运行热求解器。解算流仅对耦合热-流分析类型显示。 允许指定是否运行流求解器。湍流模型仅对流或耦合热-流分析类型显示。 允许指定求解器用于进行流分析的湍流模型。 关

35、于更多信息,请参见了解湍流模型。 浮力仅对流或耦合热-流分析类型显示。 控制求解器是否在分析中包含浮力项。您可将浮力模型指定为求解器参数。有关更多信息,请参见文章设置流求解器参数。 注释:如果选择浮力,则必须在环境条件页中定义重力方向。 凝聚/蒸发仅针对 NX 高级耦合热-流或 NX 高级热/流(带 ESC)解算方案类型显示。 控制求解器是否会计算水膜和空气湿度之间的水蒸气通量。在接触流体体积的热单元上计算水累积量。关于更多信息,请参见对凝聚和蒸发建模。 解算方案类型解算方案类型允许将解算方案定义为稳态或瞬态。瞬态热载荷以用于稳态仅在从解算方案类型列表中选择了稳态时才显示。 允许选择求解器用于

36、处理解法中定义的任何瞬态热载的方法。指定时间的载荷抽取指定时间格的边界条件值,并用作为常数值。在使用载荷的时间框中输入以秒为单位的时间格。 平均时间计算所有单元热载荷的平均时间,并将它们用作恒稳态的边界条件。当热载荷是周期性的时候,它尤为有用。 不要使用瞬态载荷恒稳态分析忽略所有已定义的随时间变化而变化的边界条件。 温度调节装置仅在从解算方案类型列表中选择了稳态时才显示。 允许选择求解器用于处理解法中定义的任何温度调节装置建模对象的方法。有关更多信息,请参见了解用于稳态分析的温度调节装置选项。 高级高级参数 允许在解算方案中包括一个或多个高级参数建模对象。所包括的高级参数对象的数量显示在括号中

37、。关于更多信息,请参见高级参数概述。 一般实体 允许在解算方案中包括一个或多个一般实体建模对象。所包括的一般实体对象的数量显示在括号中。关于更多信息,请参见一般实体概述。 并行处理并行运行解算方案仅对高级热、高级热-流、高级热-流(带 ESC)和空间系统热分析类型显示。 允许指定求解器使用并行处理来运行分析。了解用于稳态分析的温度调节装置选项如果在解算方案对话框的“解算方案细节”页的解算方案类型列表中选择了稳态,并且模型包括温度调节器,则还必须选择温度调节器选项,以控制软件处理解算方案中任何温度调节器建模对象的方式。 下降至平均温度下降至平均温度约束在相应的传感器上指定的设定点温度平均值处的加

38、热器单元。 例如,Tavg = 0.5 × (Tcut-in+Tcut-off)。 此选项的物理解释是,加热器的热量接近传感器,并将在设定点温度附近或之间。下降至平均温度是温度调节装置选项最简单但最有用的功能。 注释:通过该选项,可将加热器单元作为温度散热器处理。即,热量可流入或流出加热器单元。如果选择下降至平均温度,则检查解算结果以确认热量流出加热器单元。如果热量流入加热器单元,则意味着加热器单元温度通常在设定点以上,即使禁用了加热器也是如此。在这种情况下,不应使用下降至平均温度选项。 比例热载荷比例热载在设定点温度之间创建线性倾斜热载。在非灵敏区顶部,热载是最大的加热器输出。在非

39、灵敏区底部,热载为零。通过该选项,解法算法将进行迭代以查找正确的热载荷和温度组合,以获得时间平均的恒稳态解法。在真实的瞬态仿真中,可打开和关闭加热器循环:在这种情况下,结果是时间平均的图。在使用该选项时使用大阻尼因子。 等同热载荷等同热载荷指示求解器进行多次恒稳态迭代,以确定在所有传感器上,该模型中的每个加热器的影响。然后,它对方程的线性系统求解,确定每个加热器上所需的热载荷,以使传感器温度位于每个非灵敏区的中点。对于非线性模型,如具有强辐射或温度相关导热性的模型,将自动执行多个外迭代以确定目标温度。在分析结束时将报告每个加热器上所需的热载荷。 该选项对加热器大小调整研究很有用。该选项可能返回

40、加热器上的负热载荷,表示必须冷却这些加热器位置,以便所有传感器可在恒稳态条件下达到其目标温度。解算方案对话框 解算单位选项描述解法单位解算时间单位允许为分析选择一个单位制,或将解算时间单位定义为匹配当前部件。求解器使用选定单位制或当前部件的单位生成结果文件、消息文件和报告文件。 温度仅在将解算时间单位定义为选定的单位制时才显示,而不是在由当前部件定义时显示。允许为分析选择解算时间温度单位。可选择与所选的解算时间单位系统相对应的标准或绝对温度单位。 仅在选择了基于 SI 的单位制时,摄氏度或开氏度才会显示在温度列表中。 仅在选择了基于英制的单位制时,华氏度或华氏绝对温标才会显示在温度列表中。 单

41、位信息单位信息显示从所选的解算时间单位制获得的单位。这些单位显示在分析的结果文件、消息文件和报告文件中。注释:这些单位仅为提供信息之用。不能对其进行修改。解算方案对话框 环境条件使用解算方案对话框的“环境条件”页中的选项可指定流体和辐射建模的环境条件。您可以使用这些选项建立材料和边界条件,并计算自然对流传热系数。 为绝对压力、高度、流体温度、辐射环境温度和重力加速度提供了默认值。 选项适用于功能环境压力:指定选项 流分析耦合热-流分析绝对压力定义周围流体的默认压力。通过用环境条件创建的开口进入流体域的流体的总压力等于指定值。通过这样的开口流出流体域的流体会保持一个固定的压力值。 环境压力:从高

42、度选项 流分析耦合热-流分析要分析特定高度处的流动,可从环境压力列表中选择从高度,并在相应的框中输入一个高度值。求解器会假设周围流体的密度(指定为某一材料属性)对于海拔是有效的,并根据此处指定的高度值,用理想气体规律调整它们。同时会调整所有的风扇曲线压力值。但风扇曲线仍应按标准温度和压力定义。这个选项只适用于气体。 流体温度热分析流分析耦合热-流分析定义进入流体域的流体温度的幅值,这时没有其他温度定义为流边界条件。离开该域的流体不受影响。 请参阅下文的“幅值选项”。指定字段热分析流分析耦合热-流分析仅在从流体温度列表中选择了字段时才显示。 允许选择或创建随时间变化的温度字段。 请参阅下文的“指

43、定字段选项”。辐射环境温度热分析耦合热-流分析定义辐射环境温度。辐射仿真对象使用该值计算与环境的热交换。 请参阅下文的“幅值选项”。指定字段热分析耦合热-流分析仅在从辐射环境温度列表中选择了字段时才显示。 允许选择或创建随时间变化的温度字段。 请参阅下文的“指定字段选项”。湿度流分析耦合热-流分析指定进入域的流体的湿度。此幅值可由为特定的开口或入口流类型的流边界条件仿真对象定义的任何湿度替代。 流体示踪剂流分析耦合热-流分析此处定义的流体示踪剂是进入域的流体的默认值。为特定开口或入口流边界条件定义的任何流体示踪剂可替代此默认值。 关于更多信息,请参见流体示踪剂概述。 混合物流分析耦合热-流分析

44、此处定义的混合物是进入域的流体的默认值。为特定开口或入口流边界条件定义的任何混合物可替代此默认值。 关于更多信息,请参见均质气体混合物概述。 重力加速度热分析流分析耦合热-流分析使用标准方法来定义这个矢量。由于重力加速度参考全局坐标系,因此它不受模型的任何后续旋转影响。 以下边界条件和选项需要定义的重力矢量和加速:· 3D 流的浮力· 管流边界条件· 自然对流 · 自然对流耦合 幅值选项表达式 通过常数值或 NX 表达式定义幅值。 · “表达式”框可设置表达式的值。 有关更多信息,请参见表达式概述。 · 单位列表可设置单位的类型。 &

45、#183; 显示一个选项菜单,用于通过表达式定义幅值。 有关更多信息,请参见参数输入选项菜单。 字段允许定义随频率、温度或时间变化的幅值。 指定字段选项当幅值定义为字段时出现下列选项。 从列表中选择现有字段 允许选择现有的字段。 公式构造器 允许选择公式以构造字段。 关于更多信息,请参见创建公式字段以定义边界条件幅值。 表构造器 允许选择表以构造字段。关于更多信息,请参见创建表字段以定义边界条件幅值。 链接构造器 允许引用现有的字段。可替代字段的空间映射,以便使用其他位置中的字段。关于更多信息,请参见链接的字段对话框。 绘图 (XY) 将字段作为 XY 图表进行绘制。有关详细信息,请参阅:绘制

46、函数、解释图表和编辑图表显示选项。 初始条件热 初始温度指定的温度值应用于整个热模型。 对于稳态分析,求解器使用温度值启动迭代解法过程。指定的初始温度不会影响最终结果,但是会大大影响解算时间。启动迭代解算,并对最终单元温度作较准确的估计,则可以大大减少实现收敛所需的迭代次数,对于大的非线性模型,这样做特别有用。 对于瞬态分析,通常要指定初始条件,因为它们表示时间为零时的单元温度。这是模型开始时的状态。因此,初始条件不同,结果也会有所不同,尤其是接近分析开始时获取的那些结果。除了在解算方案对话框中定义的用于设置整个模型的温度的温度值以外,还可以通过创建初始温度类型的初始条件约束来定义与特定几何体

47、相关的单元的温度。关于更多信息,请参见初始条件概述。 初始温度类型初始条件约束仅对自动或均匀选项有影响。当与来自文件(TEMPF 格式)或来自其他目录中的结果选项一起使用时,这类约束会被忽略。 · 自动   默认选项。对于新的分析,除了那些已定义为初始温度约束的单元外,热求解器在模型单元中统一使用温度 0 度。对于重新启动,求解器会检查在指定的重新启动文件位置中是否存在 TEMPF 文件,并用它定义初始温度分布(除了初始温度约束中包括的单元)。如果要重新启动一个瞬态分析,并且 TEMPF 文件包含瞬态结果,则使用最接近指定的起始时间的结果。 · 统一的&

48、#160;  除了已定义初始温度约束的几何体,对整个模型指定热求解器应用的统一的值。 · 根据其他目录的结果   从以前分析的 TEMPF 文件中的单元温度开始分析。如果指定目录中不存在名为 TEMPF 的文件,则显示一条出错消息。 用这个选项会忽略初始温度实体,因为初始温度分布是指派给整个模型的。 如果用来自其他目录中的结果选项执行重新启动,则指定目录中的 TEMPF 文件会被用于温度分布的初始化。如果 TEMPF 文件存在于指定的重新启动目录,则它会被忽略。求解器仍然需要指定的重新启动目录中的解法文件来重新启动分析。如果运行目录为空,则重新启动会中止

49、。 注释:使用来自其他目录中的结果选项时,不要选择您当前的运行目录,因为在能使用之前,TEMPF 文件会被覆盖。 · 热温度文件(TEMPF 格式)   指定包含初始温度的 TEMPF 文件。使用该选项指定某个特定文件而不是目录。文件必须符合 TEMPF 格式。如果该文件在当前的运行目录中但未命名为 TEMPF,则将读取它以便初始化温度,并且在分析结束时不会将其删除。模型中定义的初始温度实体会被忽略。 · 执行稳态解法   指示求解器首先执行模型的稳态分析,然后立即用获得的稳态值来启动瞬态分析。如果模型中定义了瞬态热载荷,则必须指定求

50、解器应如何处理它们,方法是选择并完成用于稳态初始条件的瞬态热载荷的三个选项之一: o 在指定的时间   抽取指定时间格的边界条件值,并用作恒定值。在初始条件使用载荷的时间框中输入时间格。对于有恒定边界条件的模型,则使用时间值 0。 o 按时间平均   计算所有单元热载荷的平均时间,并将它们用作恒稳态的边界条件。当热载荷是周期性的时候,它尤为有用。 o 不要使用瞬态载荷   对恒稳态分析忽略所有定义的随时间变化的边界条件。 3D 流初始条件除了在解算方案对话框中定义的 3D 流初始条件(用于设置整个模型的速度、压力、温度、湿度和流体示踪

51、剂)外,还可以通过创建初始条件约束来定义与特定几何体相关的单元的值。关于更多信息,请参见初始条件概述。 初始条件约束仅对自动或均匀选项有影响。如果与来自其他目录中的结果选项结合使用,则忽略它们。 · 自动   默认选项。 对于新的分析,自动设置 3D 流变量的统一值。初始速度设为 0。环境条件用于初始压力、流体温度、湿度和其他流体示踪剂值。如果粘滞模型长度比例需要初始值,则会计算这些初始值。 对于重新启动,自动会使用指定的重新启动目录中的 flow.bfi 和 flow.fli 文件来初始化流体变量。指定的重新启动目录下存在的其他解法文件用于重新启动处理。 

52、83; 统一的   指定的值通过估算最终结果,用于加速稳态分析的收敛,或者用于定义瞬态分析的零时流体条件。 o 此处定义的 X 速度、Y 速度和 Z 速度值一律用于所有的 3D 流体单元。 o 压力和流体温度指定所有 3D 流体单元的统一初始值。当流体域中的已知条件与周围环境不同时,使用均匀选项。 o 湍流特性允许您根据从实验或标准参考中获得的可用数据来选择指定初始湍流的方法。这些方法是强度和长度比例、K-epsilon 和 K-omega。强度和长度比例允许您指定湍流强度 I 和涡流长度 lt。K-epsilon 允许您指定湍流动能 k 和耗散率 。K-omega 允许您

53、指定湍流动能 k 和特定耗散率 。仅为了方便起见而提供这些方法,因为它们都是等效的。无论哪种方法与可用的湍流数据匹配,都可使用。这些值均衡地应用于所有 3D 流体单元。 o 湿度允许您选择定义初始湿度的方法。相对允许您通过以下方法定义初始湿度,即将相对湿度 (%) 指定为在给定温度下,混合物中水蒸气的分压与水的饱和蒸气压的百分比。特定允许您通过指定水蒸气与干空气质量之比来定义初始湿度。这些值均衡地应用于所有 3D 流体单元。 o 通过流体示踪剂列表可定义流体示踪剂的初始质量分数。可选择无或指定分数。如果选择指定分数,请从流体示踪剂列表中选择流体示踪剂,然后在流体示踪剂质量分数框中,按流体积定义

54、相应的初始质量分数。 关于更多信息,请参见为流体示踪剂建模。 o 通过混合物列表可定义混合物的初始质量分数。可选择无或指定分数。如果选择指定分数,请按流体积定义相应的初始质量分数。 关于更多信息,请参见均质气体混合物概述。 o 通过含水率可定义所有顶部/底部热网格中的初始含水率。使用顶部表面含水率或底部表面含水率列表,您可以根据以下选项来定义初始含水率: § 通过膜厚度可定义所有表面上所含水的厚度。 § 通过总质量可定义所有表面上所含水的质量。 § 通过表面密度可输入所有表面上单位面积的总质量。 · 根据其他目录的结果   指定包含求

55、解器文件 flow.bfi 和 flow.fli 的目录。求解器使用这些文件中的流结果来初始化计算字段。只有生成这些文件的分析和当前的分析都使用相同网格,这个选项才有效。 用这个选项根据前一解法开始分析,而不必重新启动。这样,在新的分析开始时,您就可以添加、修改或移除流边界条件,从而有效定义与时间相关的流边界条件。这样可以移除或添加边界条件,并仍从前一解法开始启动。例如,在第二次分析时,可以用通风口或流表面替换风扇。另一种情况,您可能想要把流表面更改为流边界条件或壁,等等。 如果执行重新启动,并使用这个选项,则指定目录的 flow.bfi 和 flow.fli 文件用于流体变量的初始化。如果这

56、两个文件都在当前运行目录中,则它们会被忽略。其他解法文件必须存在于运行目录下,以便重新启动可以运行。 注释:如果根据其他目录的结果对流仿真运行粒子跟踪仿真,则粒子密度分布将在流域的各处初始化为零。重新启动用执行重新启动重新启动解算,或用上一个解法的结果作为迭代求解器的起点继续解算。重新启动分析需要某些包括先前解法的数据的特定文件。这些文件实际在先前解算时创建在运行目录中,但可能被复制到其他目录中了。选取两个选项中的一个,来指定这些文件的位置: · 当前运行目录,在解算方案细节页中已指定。 · 您选择的任意重新启动目录。 重新启动选项   提供重新启动选项

57、,以便选择运行指定的热求解器模块(覆盖先前计算得出的数据),或选择重用先前计算得出的数据(避免当前分析使用这些计算结果)。在重新启动复杂的辐射模型时,这些选项尤其有用,但在重新启动任何复杂的热和/或管道网络模型时也很有用。3D 流计算不受这些选项的影响。 有关更多信息,请参见重新启动分析。包含文件包含文件指定要包括在热分析中的其他输入文件。求解器将同时读取这些输入文件以及主热求解器输入文件 INPF。您可选择单个包含文件,也可选择指定要包括最多 500 个其他文件的文件。所包含的文件可以是用户子例程,也可以是 INPF 文件格式的文件。 要创建指定包括其他文件的文件,可使用以下格式创建一个文本文件,其中每行包含要包括的文件的路径和文件名。include file listname_of_include_file_1name_of_include_file_2.name_of_include_file_N 即,第一行必须是“包含文件列表”,后

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