热分析（一）：什么是热仿真/热分析？
一、热分析的目的
热分析：用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如能量的获取、损失、热梯度、热流密度等。
应用场景：内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。
二、ANSYS的热分析
1. 热传递方式分类：热传导、热对流、热辐射；
- 传导：两个良好接触的物体之间的能量交换或一个物体内由于温度梯度引起的内部能量交换； 热传导遵循傅里叶定律：
- 对流：在物体和周围介质之间发生的热交换。由温差存在而引起的热量交换，可以分为自然对流和强对流。对流一般作为面边界条件施加，热对流用牛顿冷却方程来描述。 热对流遵循牛顿冷却方程：
- 辐射：一个物体或多个物体之间通过电磁波进行能量交换。热辐射是指物体发射电磁能，并被其他物体吸收转变为热的热量交换过程。工程中通常考虑两个或两个以上物体之间的辐射，系统中每个物体同时辐射并吸收热量。 物体温度越高，单位时间辐射的热量越多。热传导和热对流都需要传热介质，热辐射无需任何介质，且在真空中的效率最高。 热辐射之间的净能量传递遵循斯蒂芬—波尔曼兹方程：
2. 热分析分类：稳态传热、瞬态传热
稳态传热：系统的温度场不随时间变化；
热能流动不随时间变化，系统的温度和热载荷也都不随时间变化。稳态热平衡满足热力学第一定律。通常在进行瞬态分析前，进行稳态分析用于确定初始温度分布。
对于稳态传热，一般只需要定义导热系数，他可以是恒定的，也可是是随温度变化的。
稳态热分析的能量平衡方程
瞬态传热：系统的温度场随时间明显变化。一个系统的加热或冷却过程。
在工程上一般用瞬态热分析计算温度场，并将之作为热载荷进行应力分析。
热能存储效应在稳态分析被忽略，而在瞬态分析中要考虑进去。涉及到相变的分析总是瞬态分析。
除了定义导热系数、密度、比热容，材料特性应包含实体传递和存储热能的材料参数，可以定义热焓（在相变分析中需要输入）。
瞬态热平衡方程：
3.线性与非线性
存在下列情况时，为非线性热分析：
材料热性能随温度变化；
边界条件随温度变化；
含有非线性单元；
考虑辐射传热；
三、耦合分析
四、单位与符号
五、热力学第一定律
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