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
1.1.4ANSYS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 7
第2章 热分析基础知识 10
2.1传热学基本理论 11
2.1.1符号与单位 11
2.1.2热传递的方式 12
2.1.3热力学第一定律 13
2.1.4热分析的控制方程 14
2.2热分析有限元法 14
2.3热分析网格划分误差及计算误差估计 16
第3章 稳态热分析 18
3.1稳态热分析概述 19
3.1.1稳态热分析定义 19
3.1.2稳态热分析的控制方程 19
3.2热载荷和边界条件的类型 19
3.2.1概述 19
3.2.2热载荷和边界条件注意事项 20
3.3稳态热分析基本步骤 20
第4章 稳态热分析实例详解 23
4.1实例一——电线生热分析 24
4.1.1问题描述 24
4.1.2问题分析 24
4.1.3 GUI操作步骤 24
4.1.4 APDL命令流程序 41
4.2实例二——蒸汽管分析 43
4.2.1问题描述 43
4.2.2问题分析 44
4.2.3 GUI操作步骤 44
4.2.4 APDL命令流程序 57
4.3实例三——热力管分析 62
4.3.1问题描述 62
4.3.2问题分析 62
4.3.3 GUI操作步骤 63
4.3.4 APDL命令流程序 81
4.4实例四——肋片换热器分析 82
4.4.1问题描述 82
4.4.2问题分析 82
4.4.3 GUI操作步骤 82
4.4.4 APDL命令流程序 89
第5章 瞬态热分析与非线性热分析 90
5.1瞬态热分析概述 91
5.1.1瞬态热分析特性 91
5.1.2瞬态分析前处理考虑因素 91
5.1.3控制方程 91
5.1.4时间积分与时间步长预测 92
5.1.5时间步长设置 93
5.1.6数值求解过程 94
5.1.7瞬态分析准确程度的评估 94
5.1.8初始条件的施加 95
5.2非线性分析综述 97
5.2.1非线性分析特点 97
5.2.2稳态非线性求解过程 97
5.2.3非线性分析步骤 98
第6章 瞬态热分析实例详解 107
6.1实例一——钢板加热过程分析 108
6.1.1问题描述 108
6.1.2问题分析 108
6.1.3 GUI操作步骤 108
6.1.4 APDL命令流程序 116
6.2实例二——钢制零件淬油过程分析 118
6.2.1问题描述 118
6.2.2问题分析 118
6.2.3 GUI操作步骤 119
6.2.4 APDL命令流程序 125
6.3实例三——温度控制加热器分析 128
6.3.1问题描述 128
6.3.2问题分析 128
6.3.3 GUI操作步骤 129
6.3.4 APDL命令流程序 137
6.4实例四——两环形零件在一圆筒形水箱中冷却过程 137
6.4.1问题描述 137
6.4.2问题分析 138
6.4.3 GUI操作步骤 138
6.4.4 APDL命令流程序 144
第7章 热辐射分析 145
7.1热辐射基本理论及在ANSYS中的处理方法 146
7.1.1热辐射特性 146
7.1.2热辐射基本术语 146
7.1.3 ANSYS中热辐射的处理方法 148
7.2 ANSYS中辐射建模方法 149
7.2.1使用辐射线单元建立辐射模型 150
7.2.2使用表面效应单元建立辐射模型 150
7.2.3使用辐射矩阵单元建立辐射模型 152
第8章 热辐射分析实例详解 157
8.1实例一——黑体热辐射分析 158
8.1.1问题描述 158
8.1.2问题分析 158
8.1.3 GUI操作步骤 158
8.1.4 APDL命令流程序 162
8.2实例二——两同心圆柱体间热辐射分析 163
8.2.1问题描述 163
8.2.2问题分析 163
8.2.3 GUI操作步骤 163
8.2.4 APDL命令流程序 173
8.3实例三——一长方体形坯料空冷过程分析 176
8.3.1问题描述 176
8.3.2问题分析 176
8.3.3 GUI操作步骤 176
8.3.4 APDL命令流程序 181
8.4实例四——一圆台形物体热辐射分析 181
8.4.1问题描述 181
8.4.2问题分析 182
8.4.3 GUI操作步骤 182
8.4.4 APDL命令流程序 188
第9章 相变分析 190
9.1相变基本术语 191
9.1.1相和相变 191
9.1.2潜在热量和焓 191
9.2 ANSYS中的相变分析基本思路及求解设置 192
9.2.1相变分析基本思路 192
9.2.2求解设置 194
第10章 相变分析实例详解 197
10.1实例一——茶杯中水结冰过程分析 198
10.1.1问题描述 198
10.1.2问题分析 198
10.1.3 GUI操作步骤 198
10.1.4 APDL命令流程序 212
10.2实例二——某零件铸造过程分析 215
10.2.1问题描述 215
10.2.2问题分析 216
10.2.3 GUI操作步骤 216
10.2.4 APDL命令流程序 225
10.3实例三——某焊接件两焊缝在顺序焊接过程中分析 226
10.3.1问题描述 226
10.3.2问题分析 226
10.3.3 GUI操作步骤 226
10.3.4 APDL命令流程序 238
第11章FLOTRAN CFD分析简介 239
11.1 FLOTRAN CFD分析概述 240
11.1.1 FLOTRAN CFD分析的概念 240
11.1.2 FLOTRAN CFD分析的种类 240
11.2 FLOTRAN CFD分析基础 241
11.2.1 FLOTRAN CFD单元的特点 241
11.2.2 FLOTRAN CFD分析的一些限制及注意事项 242
11.2.3 FLOTRAN CFD分析的主要步骤 243
11.2.4 FLOTRAN CFD分析中产生的一些文件 244
11.2.5 FLOTRAN CFD分析中提高收敛性和稳定性的常用的工具 244
11.2.6 FLOTRAN CFD分析过程中应处理的问题 246
第12章CFD分析实例详解 249
12.1实例一——长方体热辐射分析 250
12.1.1问题描述 250
12.1.2问题分析 250
12.1.3 GUI操作步骤 250
12.1.4 APDL命令流程序 257
12.2实例二——某换热器分析 258
12.2.1问题描述 258
12.2.2问题分析 259
12.2.3 GUI操作步骤 259
12.2.4 APDL命令流程序 272
第13章 自适应网格划分及生死单元技术 274
13.1自适应网格划分技术 275
13.1.1自适应网格划分技术定义 275
13.1.2自适应网格划分的先决条件 275
13.1.3自适应网格划分技术的应用方法 275
13.1.4定制ADAPT宏（UADAPT.MAC） 278
13.1.5自适应网格划分的一些说明 279
13.2生死单元技术 280
13.2.1单元的生和死的定义 280
13.2.2单元生死的基本原理 280
13.2.3使用ANSYS结果控制单元生死方法 283
13.2.4单元生死技术的注意事项 284
第14章 与温度场相关的耦合场分析 286
14.1耦合场分析概述 287
14.1.1耦合场分析的定义 287
14.1.2耦合场分析的类型 287
14.1.3直接耦合解法或间接耦合解法的应用范围 290
14.1.4涉及热分析的直接耦合和间接耦合分析典型应用实例 290
14.2间接手工热-应力耦合分析 291
14.2.1基本特点 291
14.2.2基本过程 292
14.2.3基本操作步骤 293
14.3摩擦生热在ANSYS中的计算方法 295
第15章 热结构耦合分析实例详解 297
15.1实例一——两种不同膨胀系数的物体热应力分析 298
15.1.1问题描述 298
15.1.2问题分析 298
15.1.3 GUI操作步骤 298
15.1.4 APDL命令流程序 306
15.2实例二——两厚壁筒热应力分析 308
15.2.1问题描述 308
15.2.2问题分析 308
15.2.3 GUI操作步骤 308
15.2.4 APDL命令流程序 318
15.3实例三——两物体热接触分析 320
15.3.1问题描述 320
15.3.2问题分析 321
15.3.3 GUI操作步骤 321
15.3.4 APDL命令流程序 330
15.4实例四——某扁挤压筒的热结构耦合分析 330
15.4.1问题描述 330
15.4.2问题分析 331
15.4.3 GUI操作步骤 331
15.4.4 APDL命令流程序 339
15.5实例五——圆柱形坯料镦粗过程分析 340
15.5.1问题描述 340
15.5.2问题分析 340
15.5.3 GUI操作步骤 341
15.5.4 APDL命令流程序 351
第16章 摩擦生热分析实例详解 352
16.1实例一——两物体相对滑动过程中的摩擦生热分析 353
16.1.1问题描述 353
16.1.2问题分析 353
16.1.3 GUI操作步骤 353
16.1.4 APDL命令流程序 363
16.2实例二——两物体相对转动过程中的摩擦生热分析 368
16.2.1问题描述 368
16.2.2问题分析 369
16.2.3 GUI操作步骤 369
16.2.4 APDL命令流程序 376
第17章 高级应用实例详解 377
17.1实例一——地下弥散过程分析 378
17.1.1问题描述 378
17.1.2问题分析 378
17.1.3 GUI操作步骤 378
17.1.4 APDL命令流程序 382
17.2实例二——矩形截面梁稳态热交换过程的分析 384
17.2.1问题描述 384
17.2.2问题分析 384
17.2.3 GUI操作步骤 384
17.2.4 APDL命令流程序 389
17.3实例三——表面受变压力载荷的矩形截面梁的分析 391
17.3.1问题描述 391
17.3.2问题分析 392
17.3.3 GUI操作步骤 392
17.3.4 APDL命令流程序 400
17.4实例四——矩形梁的隐式热结构—显式连续分析 400
17.4.1问题描述 400
17.4.2问题分析 401
17.4.3 GUI操作步骤 401
17.4.4 APDL命令流程序 413
17.5实例五——由铜板连接的两个半导体热电耦合分析 414
17.5.1问题描述 414
17.5.2问题分析 414
17.5.3 GUI操作步骤 414
17.5.4 APDL命令流程序 421
17.6实例六——圆柱形坯料的电磁感应加热过程的分析 421
17.6.1问题描述 421
17.6.2问题分析 422
17.6.3 GUI操作步骤 423
17.6.4 APDL命令流程序 441
参考文献 442