第1章 ANSYS热分析简介及常用操作 1
1.1 ANSYS热分析简介 2
1.1.1 ANSYS的热分析能力 2
1.1.2 ANSYS热分析分类 3
1.1.3 ANSYS中与热相关的耦合场分析种类 3
1.1.4 ANSYS中热分析单元简介 3
1.2 ANSYS中常用操作 6
1.2.1 拾取操作 6
1.2.2 显示操作 8
第2章 热分析基础知识 11
2.1 传热学基本理论 12
2.1.1 符号与单位 12
2.1.2 热传递的方式 13
2.1.3 热力学第一定律 14
2.1.4 热分析的控制方程 14
2.2 热分析有限元法 15
2.3 热分析网格划分误差及计算误差估计 17
第3章 稳态热分析 19
3.1 稳态热分析概述 20
3.1.1 稳态热分析定义 20
3.1.2 稳态热分析的控制方程 20
3.2 热载荷和边界条件的类型 20
3.2.1 概述 20
3.2.2 热载荷和边界条件注意事项 21
3.3 稳态热分析基本步骤 21
第4章 瞬态热分析与非线性热分析 24
4.1 瞬态热分析概述 25
4.1.1 瞬态热分析特性 25
4.1.2 瞬态分析前处理考虑因素 25
4.1.3 控制方程 26
4.1.4 时间积分与时间步长预测 26
4.1.5 时间步长设置 27
4.1.6 数值求解过程 28
4.1.7 瞬态分析准确程度的评估 28
4.1.8 初始条件的施加 29
4.2 非线性分析综述 31
4.2.1 非线性分析特点 31
4.2.2 稳态非线性求解过程 31
4.2.3 非线性分析步骤 32
第5章 热辐射分析 41
5.1 热辐射基本理论及在ANSYS中的处理方法 42
5.1.1 热辐射特性 42
5.1.2 热辐射基本术语 42
5.1.3 ANSYS中热辐射的处理方法 45
5.2 ANSYS中辐射建模方法 45
5.2.1 使用辐射线单元建立辐射模型 46
5.2.2 使用表面效应单元建立辐射模型 47
5.2.3 使用辐射矩阵单元建立辐射模型 49
第6章 相变分析 54
6.1 相变基本术语 55
6.1.1 相和相变 55
6.1.2 潜在热量和焓 55
6.2 ANSYS中的相变分析基本思路及求解设置 56
6.2.1 相变分析基本思路 56
6.2.2 求解设置 58
第7章 FLOTRAN CFD分析简介 60
7.1 FLOTRAN CFD分析概述 61
7.1.1 FLOTRAN CFD分析的概念 61
7.1.2 FLOTRAN CFD分析的种类 61
7.2 FLOTRAN CFD分析基础 62
7.2.1 FLOTRAN CFD单元的特点 62
7.2.2 FLOTRAN CFD分析的一些限制及注意事项 63
7.2.3 FLOTRAN CFD分析的主要步骤 64
7.2.4 FLOTRAN CFD分析中产生的一些文件 65
7.2.5 FLOTRAN CFD分析中提高收敛性和稳定性的常用的工具 66
7.2.6 FLOTRAN CFD分析过程中应处理的问题 67
第8章 自适应网格划分及生死单元技术 70
8.1 自适应网格划分技术 71
8.1.1 自适应网格划分技术定义 71
8.1.2 自适应网格划分的先决条件 71
8.1.3 自适应网格划分技术的应用方法 71
8.1.4 定制ADAPT宏（UADAPT.MAC） 75
8.1.5 自适应网格划分的一些说明 75
8.2 生死单元技术 76
8.2.1 单元的生和死的定义 76
8.2.2 单元生死的基本原理 77
8.2.3 使用ANSYS结果控制单元生死方法 80
8.2.4 单元生死技术的注意事项 81
第9章 与温度场相关的耦合场分析 82
9.1 耦合场分析概述 83
9.1.1 耦合场分析的定义 83
9.1.2 耦合场分析的类型 83
9.1.3 直接耦合解法或间接耦合解法的应用范围 86
9.1.4 涉及热分析的直接耦合和间接耦合分析典型应用实例 86
9.2 间接手工热-应力耦合分析 87
9.2.1 基本特点 88
9.2.2 基本过程 88
9.2.3 基本操作步骤 90
9.3 摩擦生热在ANSYS中的计算方法 92
第10章 稳态热分析实例详解 93
10.1 实例一——电线生热分析 94
10.1.1 问题描述 94
10.1.2 问题分析 94
10.1.3 GUI操作步骤 94
10.1.4 总结 109
10.1.5 APDL命令流程序 109
10.2 实例二——蒸汽管分析 112
10.2.1 问题描述 112
10.2.2 问题分析 112
10.2.3 GUI操作步骤 113
10.2.4 总结 124
10.2.5 APDL命令流程序 125
10.3 实例三——热力管分析 130
10.3.1 问题描述 130
10.3.2 问题分析 130
10.3.3 GUI操作步骤 131
10.3.4 总结 145
10.3.5 APDL命令流程序 145
10.4 实例四——肋片换热器分析 150
10.4.1 问题描述 150
10.4.2 问题分析 150
10.4.3 GUI操作步骤 151
10.4.4 总结 157
10.4.5 APDL命令流程序 157
第11章 瞬态热分析实例详解 163
11.1 实例一——钢板加热过程分析 164
11.1.1 问题描述 164
11.1.2 问题分析 164
11.1.3 GUI操作步骤 164
11.1.4 总结 170
11.1.5 APDL命令流程序 170
11.2 实例二——钢制零件淬油过程分析 173
11.2.1 问题描述 173
11.2.2 问题分析 173
11.2.3 GUI操作步骤 173
11.2.4 总结 179
11.2.5 APDL命令流程序 179
11.3 实例三——温度控制加热器分析 182
11.3.1 问题描述 182
11.3.2 问题分析 183
11.3.3 GUI操作步骤 183
11.3.4 总结 190
11.3.5 APDL命令流程序 190
11.4 实例四——两环形零件在圆筒形水箱中冷却过程 192
11.4.1 问题描述 192
11.4.2 问题分析 192
11.4.3 GUI操作步骤 193
11.4.4 总结 199
11.4.5 APDL命令流程序 199
第12章 热辐射分析实例详解 203
12.1 实例一——黑体热辐射分析 204
12.1.1 问题描述 204
12.1.2 问题分析 204
12.1.3 GUI操作步骤 204
12.1.4 总结 207
12.1.5 APDL命令流程序 207
12.2 实例二——两同心圆柱体间热辐射分析 208
12.2.1 问题描述 208
12.2.2 问题分析 209
12.2.3 GUI操作步骤 209
12.2.4 总结 218
12.2.5 APDL命令流程序 218
12.3 实例三——一长方体形坯料空冷过程分析 221
12.3.1 问题描述 221
12.3.2 问题分析 221
12.3.3 GUI操作步骤 221
12.3.4 总结 225
12.3.5 APDL命令流程序 226
12.4 实例四——一圆台形物体热辐射分析 227
12.4.1 问题描述 227
12.4.2 问题分析 228
12.4.3 GUI操作步骤 228
12.4.4 总结 235
12.4.5 APDL命令流程序 235
第13章 相变分析实例详解 238
13.1 实例一——茶杯中水结冰过程分析 239
13.1.1 问题描述 239
13.1.2 问题分析 239
13.1.3 GUI操作步骤 239
13.1.4 总结 252
13.1.5 APDL命令流程序 252
13.2 实例二——某零件铸造过程分析 255
13.2.1 问题描述 255
13.2.2 问题分析 256
13.2.3 GUI操作步骤 256
13.2.4 总结 265
13.2.5 APDL命令流程序 265
13.3 实例三——某焊接件两焊缝在顺序焊接过程中分析 268
13.3.1 问题描述 268
13.3.2 问题分析 269
13.3.3 GUI操作步骤 269
13.3.4 总结 280
13.3.5 APDL命令流程序 280
第14章 CFD分析实例详解 285
14.1 实例一——长方体热辐射分析 286
14.1.1 问题描述 286
14.1.2 问题分析 286
14.1.3 GUI操作步骤 286
14.1.4 总结 293
14.1.5 APDL命令流程序 294
14.2 实例二——某换热器分析 295
14.2.1 问题描述 295
14.2.2 问题分析 296
14.2.3 GUI操作步骤 296
14.2.4 总结 309
14.2.5 APDL命令流程序 310
第15章 热结构耦合分析实例详解 314
15.1 实例一——两不同膨胀系数的物体热应力分析 315
15.1.1 问题描述 315
15.1.2 问题分析 315
15.1.3 GUI操作步骤 315
15.1.4 总结 323
15.1.5 APDL命令流程序 323
15.2 实例二——两厚壁筒热应力分析 325
15.2.1 问题描述 325
15.2.2 问题分析 325
15.2.3 GUI操作步骤 325
15.2.4 总结 335
15.2.5 APDL命令流程序 335
15.3 实例三——两物体热接触分析 337
15.3.1 问题描述 337
15.3.2 问题分析 338
15.3.3 GUI操作步骤 338
15.3.4 总结 347
15.3.5 APDL命令流程序 347
15.4 实例四——某扁挤压筒的热结构耦合分析 349
15.4.1 问题描述 349
15.4.2 问题分析 349
15.4.3 GUI操作步骤 349
15.4.4 总结 358
15.4.5 APDL命令流程序 359
15.5 实例五——圆柱形坯料敦粗过程分析 365
15.5.1 问题描述 365
15.5.2 问题分析 366
15.5.3 GUI操作步骤 366
15.5.4 总结 377
15.5.5 APDL命令流程序 377
第16章 摩擦生热分析实例详解 387
16.1 实例一——两物体相对滑动过程中的摩擦生热分析 388
16.1.1 问题描述 388
16.1.2 问题分析 388
16.1.3 GUI操作步骤 388
16.1.4 总结 397
16.1.5 APDL命令流程序 397
16.2 实例二——两物体相对转动过程中的摩擦生热分析 402
16.2.1 问题描述 402
16.2.2 问题分析 403
16.2.3 GUI操作步骤 403
16.2.4 总结 409
16.2.5 APDL命令流程序 410
第17章 高级应用实例详解 417
17.1 实例一——地下弥散过程分析 418
17.1.1 问题描述 418
17.1.2 问题分析 418
17.1.3 GUI操作步骤 418
17.1.4 总结 422
17.1.5 APDL命令流程序 422
17.2 实例二——矩形截面梁稳态热交换过程的分析 423
17.2.1 问题描述 423
17.2.2 问题分析 424
17.2.3 GUI操作步骤 424
17.2.4 总结 428
17.2.5 APDL命令流程序 428
17.3 实例三——表面受变压力载荷的矩形截面梁的分析 430
17.3.1 问题描述 430
17.3.2 问题分析 431
17.3.3 GUI操作步骤 431
17.3.4 总结 438
17.3.5 APDL命令流程序 438
17.4 实例四——矩形梁的隐式热结构—显式连续分析 440
17.4.1 问题描述 440
17.4.2 问题分析 441
17.4.3 GUI操作步骤 441
17.4.4 总结 453
17.4.5 APDL命令流程序 454
17.5 实例五——由铜板连接的两个半导体热电耦合分析 457
17.5.1 问题描述 457
17.5.2 问题分析 457
17.5.3 GUI操作步骤 458
17.5.4 总结 464
17.5.5 APDL命令流程序 464
17.6 实例六——圆柱形坯料的电磁感应加热过程的分析 466
17.6.1 问题描述 466
17.6.2 问题分析 467
17.6.3 GUI操作步骤 467
17.6.4 总结 486
17.6.5 APDL命令流程序 486
参考文献 491