温度场计算说明书

1、温度场计算说明书1.建立有限元模型熟悉有限单元法基本原理建立由点线面构成的实体模型，然后在实体模型基础上进行网格划分有限单元法基本原理与ansys基本操作见附件1.0有限元分析基础教程 以22#坝段为例，划分后的单元如图1所示图1 22#坝段网格示意图2单元的转换与材料分区将划分好的8节点结构solid45单元转化为热学计算的solid70单元（如图2）日 Element TypeAdd；EdiVDdeteSwitch ElemAdd DOF闫 Remove- DOR 园 Ele-rn Te-ch Controldefined Element Types:ype 1 SOUD70图2单元的转换

2、压缩和合并单元节点号（图3所示）Numbering Ctrl囱 M&rge Items目 Compress Numbers 目 Set Start Numb&r 囱 Reset Start Num 囱 Etart Num Status 因 Add Num Offset El Element Reorder图3压缩合并单元节点号根据混凝土材料性质划分不同材料（如图4）日 ModelingE Create国 Operate日 Move / ModifyEl Keypoints 必Lin驻S AreasVolumesH Nodes田 Rotate Node C5Element夙 Modify Att

3、rib不 Modify Nod&s 每 Add Mid Nod 目 Remove Mid Nd 界 Ehell Normals 目 Cri&nt NormalS Transfer CoordEl Reverse Ncririals图4改变材料的单元号改变之后的材料之后模型如图5所示图5划分材料之后的单元示意图根据不同的材料赋予不同的材料热学参数，密度，比热容和热传导系数（如图6）曰 Mat&rial Props0 Material Library国 Temperature Units囱 Electremag Units.Material Modd国 Convert ALPk 囱 Change

4、Mat Num肉 Write to File E Read from File图6输入材料参数3组元的挑选和命名组元是一组元素的集合，单元集合以e开头，节点集合以n开头 将坝体和基岩单元集合命名为不同的组元edam和ebase 下图为命名组元的对话框（图7所示）图7创建组元根据不同的浇注块，挑选不同的组元，比如d22e4表示第22坝段第4层浇注块挑选方法：1，准备文件如附件-1.1文件里所示2，将不同坝段的单元和节点用ewrite和nwrite命令写出来（图8）3，运行程序，将生成的FNAME1.DAT文件读进ansys （图9）/ ANSV? Multiphys. cs Ut ity 叫Fi

5、le &el&rt List Plot NotCClear St Start New IL.Change Johnsme-.Change Directory.Change Title .Resume Jobname.db .Rssume from .Save as Jobname-.dbSave as ,Write DB log -：le .Read Fnputfrom .图9 read input from读取命令流按照附件-1.2文件夹中文件格式所示，根据各个浇注块的出生时间，温度，水管信息等等准备DATA.xls文件，并建立组元名2cEFG-：JM-nClm元习:五命:正函故君时间*调睑

6、温导热案知K一冷流s专睑密度拄瞬HS2ELIEAHI338.1I203.4931.404D.OBLS2既DO1.IJ4TBE2EO2E2AHT2b7 50?03.4951叫25C01 1*7B22IO3E3kHT350azS.9海.4%1.B32D. (E3L523fiW5H11 CUT1Z2BZHE4KHI459LD. T10.4Z03.4 知LD. (U3L5Z国25H1.047TlWPi-CDCjLFTC 00 o。门勺JCL：1 con rm 5ococrri1 ru y图 10 data.xls 文件按照附件-1.3文件中程序提示的所示，生成命令流文件，读入后形成na和nd的组元，具

7、体内容如图11所示它们分别代表各个浇筑过程中增加的对流边界和删除的对流边界t I I I I I I L11-，| | | | i.11CHS：ELf S. EDATiAL L ELf BE LOW, ELEMCMFN0001rNODECMSEL.U.ElALLSEL, BE LOW / ELEM CMSELf R,N0001f NODE7MODE8CMSELf 5. EDJJIm frDCIf 1, 2CMSELfa-ENDEOALLSEL,BELOW/ELEMCH.rNDOOlrNODECMSELf3,E21 AL LSEL, BE LOW , ELES12 | ?l.r -lrR 2 -

8、Z20-SEP,七即 MHE% & LQ39. 91043. 8$CM? NODE cmsel. e? nshangyoufNSEU K LOC. Z, 10431041 LfCffi, KelCi. NODE cmselj ss nshangyouf NSELj K LOC_, 1049.1_, 10E5. 2(Cffi, xsHj NODE cnseL s, nshangyoutNSEL R LOG L 1055. 2； 1062. 3fCM?跆 12 NODE emmbL S3 nshan吕yDu$NEL R LOC LD6Z 3 1069 6$CM, xml3, NODE cmseL

9、e, nshangyouSNSEL R LOC, Z, 1D69B 1J76. xsl NODEoLqftn r t nr 7 1 rr7t：. i nair wnnF图15挑选蓄水过程的组元5计算所需的命令流形成浇筑过程命令流通过excel中的每个浇筑块出生时间，整理成和1.7文件夹中的格式相同的准备文件生成如下图（图16）其代表的意义是，第五块浇筑成型，在其组元上删除被覆盖的对流边界，增加新的对流 边界，激活此组元，施加热生成率函数.20 !计算E5.21.22 TIME, L3L.23.24 CMSElf 3,1msCMSElf 3f ZBASZM DOf Zf Lf.27 CMSElf

10、 Af Z%Z.28 +EHDM.29 oFBZlZ.H&S,. CONV.3031 CM3Zlf SfriS.32 n r*i h)n ni n挑出对流边界的节点组元nsurface （如图18），挑出基岩底面组元A50表面组元AAIR图18 NSURFACE节点组元生成2期冷却分批文件，将2期冷却分为三组，分别代表第一，二，三次冷却 每组中冷却开始时间相同的一组单元为一批，准备文件格式见文件夹附件2.0 并且根据生成的批次的时间，将二冷宏命令写入命令流中比如（图19）表示在第294计算步时加入第一次2冷中开始第二批的冷却g AMT实E.T皿W,71 rZME,2371B 719 321VE

11、720721 JSEQterr.p f 2722图19加入2冷的宏命令在相应的水位上升的时间时，应当加入水位上升和下降的命令流水位上升的边界命令如图20，其表示将此节点上对流边界删掉，增加以xushui4为命 名 的水温函数，同理水位下降的过程与其相反791792m,国 1, node793TDAM794CUE以j三耳793delerXSLf ccnv7我797CMSZ1,fXSL,node798TEMP,799图20水位上升时对xs 1组元节点边界的改变6开始计算所有准备文件均准备好之后，需要放入模型根目录中的文件函数文件见文件夹2.1中所示， 其中包括宏文件、2冷批次文件、后处理文件、和可

12、执行程序文件等等，然后将各种函数和 计算命令流文件读入ANSYS中开始计算，如图21所示图21 ANSYS计算输出窗口7后处理关于结果的后处理包括节点的历时曲线和剖面等值线图等，各项功能用PPT.exe均可以实现（图 22）MMMMMM6命令流一次性生成。冬基如: FEDJX-拓况般n俏裳场计苜过朝明甘气件2卫节启温度侄的建取中叮改。MMMMMMM6命令流一次性生成。冬基如: FEDJX-拓况般n俏裳场计苜过朝明甘气件2卫节启温度侄的建取中叮改。MA E D D o- Q体层ra-成 -1 三二 完介挑机卑第第命 可款哉成成我或M段成式壬您 歹濯*生.件.漕.生美非 123456-789012

13、3 木前 一n111LL 育 力 T nu? ; ; L 2 3 亓-弟.次次 _，命角-兀的的乂LX妇1= 里兀无冷许旧 套王主二_ - _坝平径南田 -2x7 _布-0.念旦-百曰mE is 起一IIF坝fll轴 赤席直大她坝 节f荷-如上图程序所示，功能7可以提取每个节点每个时间的温度，准备格式程序中有说明，或者 参见文件夹2.2提取坐标点的温度历时曲线分两个步骤将坐标点读入ansys寻找母单元，具体准备文件见2.3文件夹，并将生成的节点坐标读入到ansys中（如图23），寻找到母单元如图24曰 General Portproc 园 Data & Fik Opts 囹 Results S

14、ummary El RhuKe E Plat Results 田 List Results E Query Re&ult&Op tie ns. far outp 目 Rults Viewerwrite pgr File 国 Nadal CalsEl Element Table El Path Operations E Surface Operations S Lsd C“匚：riterpolat DOIB Interp Body ForeE Check Elem Shape S write Results 0 ROM Ope-rations B mmodtellng：riterpolat DO

15、IB Interp Body ForeSUBMODELING CUTBOUNDAR? DOFINTERPOLATION：NODE INPUTFILE=.po in t. da.tCONSTHAINTOUTPUT FILE =xw2_8Eh. cbdoBEGINNINGCONSTRAINTGROUP LABEL =:CB1NUMBEn OF SUBMODEL NODES =2SUBMODEL NODE1 MAPPEDOMTO ELEMENT55177S0LID7EJSUBMODEL NODE2 MAPPEDOMTO ELEMENTS0LID7EJNUNDEn OF CONSTHfilNTS WH

16、ITTEN=2图24寻找到的母单元根据母单元和单元信息找出局部坐标如下图25所示，由inf.in和 interpolation.exe 生成 control.dat，然后修改picknode.dat 文件并读入到 ansys，最后 在运行add程序进行插值名称也 22-15picknode.datBIS ADD ,exe回 CONTROL.DAT旦 1NF.IN|?7 lNTERPOLATION.exe图25由局部坐标系进行插值生成等值线图，可以利用ansys后处理中的云图切片显示，也可以利用PPT程序中提值节点 程序把结果提取出来，导入到surfer中做等值线图均是可以的。利用PPT如图26

17、所示程序提取等值线图中节点温度值和坐标时，需要先建立对应的组元（组 元名PN+高程，JN+坝段）如图27所示宜all仃 准一二三.第第- 需童a仃 淮- U 需宜all仃 准一二三.第第- 需童a仃 淮- U 需亥亥nH nn.EK:亥亥nH nn.EK:号程/遂直日厂亥！；的教据文件为TIME_JN.DfiT,该文件的格云为:，昌数5:司面盗是值时玄!；:刮面谖值时刻;.CM5E二ET3%:/F&sn_? *-GZLf NCGJMTfNCD3, ,CCUBJ !获取节点数昼I *-DZM,TNnMLf ARRAY,NCCUBT !定义.数纵束存放节点号玛i *-3ZT, TNUML (1)

18、,NODEH HNUM,MI?I!存最, Z, 2, NCCUNT；TUUML (Z) =DNEXT (TNUM1 (1-L) )!用该循环把号码存入数组! frENDDOJ)*-CF3PEN, TEMP_L 3Q_2 3 , DAT ,- 日乏 f *-DD, M, Lf NCCUNTJX2t=TNUMLI*GZLfNTEMPNCDErMM rTEMP、*-VWRirZrKXrLIX 尽为 rN (ZZ) fM2 MM) f NTEMP=(F7.0 f 3XrF3.3r3X, F9 . Sf 3Xf F3 . S f SXf. S)? *-EMDDOJ CFCLC5E3图27提取平层命令流截

19、图利用surfer做等值线图时，需准备边框文件，边框文件是一组闭合的节点坐标文件，格式 见附件2.4文件夹所示，然后根据提取的等值线节点文件和边框文件，利用二次开发的脚本 进行编辑生成等值线图(图28)所示回 zqie (script - Scrip ter 幽十、_ EI150.341京外旧翊回祖空田牌本（9 唯试Q）表洛自有助但1=1 kJ e 品电 席蓉 卜ii|如y &产闰|对象|儒枷二|谜程：啧明）t - E laa t _. _Ju t p- -1旬ai s mQzzhi2 -TrScript J. baz creates Eeveral ma.ps tzrcm ：i ELngLa data. tile, file i *z orgzrii ie-1 wi th coLtutilet - E laa t _. _Ju t p- -1旬ai s mQzzhi2 -TrIran：led wd iised to title the corresporLiing nap.jilt 旭inIiselves SijrferA.pp_,Duo：, FLotwindov. Ti