abaqus单位设置_ABAQUS热辐射分析实例

    热辐射是一种通过电磁波传递热能的方式。电磁波以光的速度进行传递,而能量传递与辐射物体之间的介质无关。热辐射只在电磁波的频谱中占小部分的带宽。由于辐射产生的热流与物体表面的绝对温度的四次方成正比因此热辐射有限元分析是高度非线性的。

    下面就通过一个简单的案例带大家了解以下在ABAQUS中如何进行热辐射分析。

1. 模型介绍

    该案例模拟了一个直径为1m、高1m、初始温度2000K的金属实心圆柱体在300K的环境中(假设没有对流换热)热辐射降温的过程。考虑到圆柱体为轴对称模型,因此将其简化为二维轴对称问题进行分析,如下图所示。

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实心圆柱体轴对称模型

在开始建立模型之前,需要对特定的参数进行设置:

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绝对零度和斯蒂芬—玻尔兹曼常数设置

2. 材料参数

    该分析中采用国际单位制,因此各材料参数为:

  • 密度:7850kg/m3

  • 弹性模量:2E11Pa

  • 泊松比:0.3

  • 传热系数:60.64W/(m·K)

  • 比热容:460J/(kg·K)

  • 辐射率:1

  • 斯蒂芬—玻尔兹曼常数:5.67E-8W/(m2·K4)

  • 分析步设置

    建立热传导分析步,求解时间设为36000s,初始增量步为0.1s,最小增量步为0.001s,最大增量步为100s,每个增量步所允许的最大温度改变为50℃。

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分析步设置

4. 相互作用

设置圆柱体外表面的辐射率及环境温度。

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设置辐射率和环境温度

5. 边界条件

对整个圆柱体模型设置初始温度2000K。

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设置初始温度

6. 结果分析

提交求解后可以得到模型的温度分布,如下图。

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温度分布

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