第1篇 ANSYS 12.0热分析理论基础 1
Chapter 1 概述 2
1.1 ANSYS 12.0简介 3
1.1.1 ANSYS 12.0发展过程 3
1.1.2 ANSYS 12.0技术特点 3
1.1.3 ANSYS 12.0使用环境 4
1.1.4 ANSYS 12.0程序功能 4
1.1.5 ANSYS 12.0创新之处 4
1.1.6 ANSYS 12.0文件系统 8
1.2 ANSYS 12.0基本操作 8
1.2.1 ANSYS 12.0启动与设置 8
1.2.2 ANSYS 12.0用户界面 10
1.2.3 退出ANSYS 12.0 11
1.3 ANSYS 12.0热分析 11
1.3.1 ANSYS 12.0热分析概述 11
1.3.2 ANSYS 12.0热分析基本原理 12
1.4 ANSYS 12.0耦合场分析 13
1.4.1 直接耦合法 13
1.4.2 间接耦合法 20
1.4.3 几何模型修正技巧——布尔操作 20
1.4.4 图形显示设置技巧——字体设置与窗口显示 40
1.4.5 结果文件输出技巧——图形复制与输出 43
1.4.6 生成动画文件技巧——动画文件的生成与存储 44
Chapter 2 热分析基础知识 45
2.1 热分析符号与单位 46
2.2 传热学经典理论 46
2.3 3种基本热传递方式 47
2.3.1 热传导 47
2.3.2 热对流 47
2.3.3 热辐射 48
2.4 热分析材料基本属性 48
2.4.1 比热容（Specific Heat） 48
2.4.2 焓（Enthalpy） 49
2.4.3 生热率（Heat Generation Rate） 49
2.5 边界条件与初始条件 49
2.5.1 三类边界条件 49
2.5.2 初始条件 50
2.6 热载荷 50
2.7 稳态与瞬态热分析 51
2.7.1 稳态传热 51
2.7.2 瞬态传热 51
2.8 线性与非线性热分析 52
Chapter 3 稳态热分析 53
3.1 稳态热分析的应用 54
3.2 热分析单元 54
3.3 稳态热分析基本步骤 59
3.3.1 建立有限元模型 59
3.3.2 施加载荷 63
3.3.3 求解 74
3.3.4 后处理 78
Chapter 4 瞬态热分析 79
4.1 瞬态热分析的应用 80
4.2 瞬态热分析基本步骤 80
4.2.1 建立有限元模型 80
4.2.2 施加载荷计算 82
4.2.3 求解 84
4.2.4 后处理 86
Chapter 5 辐射热分析 88
5.1 辐射热分析的应用 89
5.2 辐射热分析常用单元 89
5.3 辐射热分析基本概念 90
5.3.1 黑体 90
5.3.2 灰体 91
5.3.3 角系数 91
5.4 热辐射公式 91
5.4.1 角系数的计算 91
5.4.2 热辐射计算方程 92
5.5 辐射热分析求解方法 92
5.5.1 非隐藏法与隐藏法 92
5.5.2 点-点问题 94
5.5.3 点-面问题 94
5.5.4 面-面问题及AUX12矩阵生成器 95
5.6 空间节点的使用 100
Chapter 6 相变分析 102
6.1 相变分析简介 103
6.2 相变分析应注意的问题 103
Chapter 7 热应力分析 108
7.1 热应力分析简介 109
7.2 热应力分析单元 109
7.2.1 直接法进行热应力分析单元 109
7.2.2 间接法进行热应力分析单元 109
7.3 热应力分析基本步骤 110
7.3.1 直接法进行热应力分析基本步骤 110
7.3.2 间接法进行热应力分析基本步骤 122
Chapter 8 流体热分析 124
8.1 FLOTRAN热分析简介 125
8.1.1 FLOTRAN热分析的功能 125
8.1.2 FLOTRAN热分析的基本要求 125
8.2 FLOTRAN热分析求解 126
8.2.1 FLOTRAN热分析求解内容 126
8.2.2 FLOTRAN热分析方法 126
8.2.3 FLOTRAN热分析的基本步骤 127
第2篇 ANSYS 12.0热分析工程应用实例解析 129
Chapter 9 稳态热分析实例详解 130
9.1 实例1 短圆柱体的热传导过程 131
9.1.1 短圆柱体热传导描述 131
9.1.2 短圆柱体热传导分析 131
9.1.3 2D建模求解步骤 131
9.1.4 3D建模求解步骤 139
9.2 实例2 长空心圆柱体的热传导过程 145
9.2.1 长空心圆柱体热传导描述 145
9.2.2 长空心圆柱体热传导分析 145
9.2.3 求解步骤 145
9.3 实例3 保温筒的对流传热过程 151
9.3.1 保温筒对流传热描述 151
9.3.2 保温筒对流传热分析 151
9.3.3 求解步骤 152
9.4 实例4 高温炉炉壁的热传导过程 160
9.4.1 高温炉炉壁的热传导描述 160
9.4.2 高温炉炉壁的热传导分析 160
9.4.3 求解步骤 160
9.5 实例5 自适应网格法分析矩形截面梁对流传热过程 168
9.5.1 矩形截面梁对流传热描述 168
9.5.2 矩形截面梁对流传热分析 168
9.5.3 求解步骤 168
9.6 实例6 长圆柱体圆周受谐响应热载荷 173
9.6.1 圆周受谐响应热载荷描述 173
9.6.2 圆周受谐响应热载荷分析 174
9.6.3 求解步骤 174
9.7 实例7 导管和罐体结合处的稳态热分析 179
9.7.1 结合处稳态热描述 179
9.7.2 结合处稳态热分析 180
9.7.3 求解步骤 180
9.8 实例8 热电冷却器工作分析 193
9.8.1 热电冷却器工作描述 193
9.8.2 热电冷却器工作分析 193
9.8.3 求解步骤 194
Chapter 10 瞬态热分析实例详解 205
10.1 实例1 钢球瞬态传热过程分析 206
10.1.1 钢球瞬态传热描述与分析 206
10.1.2 求解步骤 206
10.2 实例2 型材瞬态传热过程分析 219
10.2.1 型材瞬态传热描述 219
10.2.2 型材瞬态传热分析 220
10.2.3 求解步骤 220
10.3 实例3 平板承受热载荷 229
10.3.1 平板承受热载荷描述 229
10.3.2 平板承受热载荷分析 229
10.3.3 求解步骤 230
10.4 实例4 半无限大体受线性变化的温度载荷 237
10.4.1 线性变化的温度载荷描述 237
10.4.2 线性变化的温度载荷分析 237
10.4.3 求解步骤 238
10.5 实例5 高温铜导线冷却过程分析 246
10.5.1 冷却过程描述 246
10.5.2 冷却过程分析 246
10.5.3 求解步骤 246
10.6 实例6 带轮淬火过程分析 252
10.6.1 淬火过程描述 252
10.6.2 淬火过程分析 253
10.6.3 求解步骤 253
Chapter 11 辐射热分析实例详解 275
11.1 实例1 黑体辐射 276
11.1.1 黑体辐射描述 276
11.1.2 黑体辐射分析 276
11.1.3 求解步骤 276
11.2 实例2 等轴同心圆柱面的辐射传热 281
11.2.1 圆柱面辐射传热描述 281
11.2.2 圆柱面辐射传热分析 281
11.2.3 求解步骤 281
11.3 实例3 等轴同心圆柱体的辐射传热 292
11.3.1 圆柱体辐射传热描述 292
11.3.2 圆柱体辐射传热分析 293
11.3.3 求解步骤 293
11.4 实例4 型钢的热辐射过程 304
11.4.1 型钢热辐射描述 304
11.4.2 型钢热辐射分析 305
11.4.3 求解步骤 305
Chapter 12 相变分析实例详解 315
12.1 实例1 水结冰过程分析 316
12.1.1 水结冰过程描述 316
12.1.2 水结冰过程分析 316
12.1.3 求解步骤 316
12.2 实例2 冰融化过程分析 330
12.2.1 冰融化过程描述 330
12.2.2 冰融化过程分析 330
12.2.3 求解步骤 330
12.3 实例3 铸造过程热分析 341
12.3.1 铸造过程热描述 341
12.3.2 铸造过程热分析 341
12.3.3 求解步骤 341
Chapter 13 热应力分析实例详解 357
13.1 实例1 圆筒内部热应力分析 358
13.1.1 内部热应力描述 358
13.1.2 内部热应力分析 358
13.1.3 间接法求解步骤 358
13.1.4 直接法求解步骤 367
13.2 实例2 冷却栅管的热应力分析 373
13.2.1 冷却栅管热应力描述 373
13.2.2 冷却栅管热应力分析 374
13.2.3 求解步骤 374
13.3 实例3 两个无限长平板热膨胀分析 387
13.3.1 平板热膨胀描述 387
13.3.2 平板热膨胀分析 388
13.3.3 求解步骤 388
13.4 实例4 包含焊缝的金属板热膨胀分析 395
13.4.1 金属板热膨胀描述 395
13.4.2 金属板热膨胀分析 396
13.4.3 求解步骤 396
13.5 实例5 连杆热应力分析 412
13.5.1 连杆热应力描述 412
13.5.2 连杆热应力分析 412
13.5.3 求解步骤 413
13.6 实例6 热喷涂过程中熔滴在基体表面沉积凝固后的残余应力分析 429
13.6.1 表面沉积残余应力描述 429
13.6.2 表面沉积残余应力分析 430
13.6.3 求解步骤 431
13.7 实例7 滑块滑动摩擦生热分析 449
13.7.1 摩擦生热描述 449
13.7.2 摩擦生热分析 449
13.7.3 求解步骤 449
13.8 实例8 长纤维增强复合材料梁热膨胀分析 463
13.8.1 复合材料梁热膨胀描述 463
13.8.2 复合材料梁热膨胀分析 464
13.8.3 求解步骤 464
Chapter 14 FLOTRAN热分析实例详解 474
14.1 实例1 层流流体受均匀壁面热通量 475
14.1.1 流体受均匀壁面热通量描述 475
14.1.2 流体受均匀壁面热通量分析 475
14.1.3 求解步骤 475
14.2 实例2 空腔中空气的热稳态层流分析 490
14.2.1 空腔中空气热稳态描述 490
14.2.2 空腔中空气热稳态分析 491
14.2.3 求解步骤 491
Chapter 15 ANSYS热分析高级应用实例 502
15.1 实例1 二维焊接分析（单元生死实例） 503
15.2 实例2 移动温度载荷分析 511
15.3 实例3 流固耦合分析 513
Appendix 附录 517
附录A：固体的比热容 518
附录B：液体的比热容 518
附录C：材料线的膨胀系数 518
附录D：常见材料的导热系数 519