ANSYS工程应用教程－热与电磁学篇

所属分类： 计算机辅助设计与工程计算

出版社： 中国铁道出版社

作者： 唐兴伦

出版时间： 2003/1

ISBN书号： 9787113050146

本书重点讲述了如何利用ANSYS有限元软件求解目前工程中普遍存在的各种热与电磁学分析问题。本书通过丰富的实例进行讲解，尤其适合刚刚接触ANSYS并渴望快速入门的工程技术人员。

全书本着深入浅出的原则，按图形用户界面和命令流两种方式就如何对问题进行分析进行讲解。本书的一大特色是以“提示”的形式提供大量的接能技巧。

第1篇 ANSYS热分析

第1章 概述 3

1.1 ANSYS热分析简介 3

1.2 ANSYS如何进行热分析 4

1.3 耦合场分析 5

1.3.1 直接耦合法 5

1.3.2 间接耦合法 7

1.4 图形用户界面与命令流 7

第2章 热分析基础知识 9

2.1 三种基本传热方式 9

2.1.1 传导 9

2.1.2 对流 9

2.1.3 辐射 10

2.2 热分析基本材料属性 11

2.2.1 比热容(Specific Heat) 11

2.2.2 焓(Enthalpy) 11

2.2.3 生热率(Heat Generation Rate) 11

2.3 三类边界条件 11

2.3.1 第一类边界条件 12

2.3.2 第二类边界条件 12

2.3.3 第三类边界条件 12

2.4 初始条件 12

2.5 热载荷 13

2.5.1 温度 13

2.5.2 热流率 13

2.5.3 对流 13

2.5.4 热流密度 13

2.5.5 生热率 13

2.6 稳态与瞬态热分析 14

第3章 稳态热分析 15

3.1 稳态热分析的应用 15

3.2 稳态热分析单元 15

3.3 稳态热分析公式 16

3.4 稳态热分析基本步骤 17

3.4.1 构建模型 17

3.4.2 施加载荷计算 17

3.4.3 求解 18

3.4.4 后处理 21

3.5 一个稳态热分析实例 22

3.5.1 问题的提出 22

3.5.2 问题的求解步骤 23

3.5.3 命令流文件 39

第4章 瞬态热分析 41

4.1 瞬态热分析的应用 41

4.2 瞬态热分析公式 41

4.3 瞬态热分析基本步骤 42

4.3.1 构建模型 42

4.3.2 施加载荷计算 43

4.3.3 求解 45

4.3.4 后处理 47

4.4 一个瞬态热分析实例 47

4.4.1 问题的提出 47

4.4.2 问题的求解 48

4.4.3　命令流文件 55

第5章 辐射 57

5.1 辐射热分析的应用 57

5.2 辐射热分析常用单元 57

5.3 热辐射常规概念 58

5.3.1 黑体 58

5.3.2 灰体 58

5.3.3 角系数 59

5.4 热辐射公式 59

5.4.1 角系数的计算 59

5.4.2 辐射计算方程 60

5.5　求解方法 60

5.5.1　非隐藏法与隐藏法 60

5.5.2　点—点问题 62

5.5.3　点—面问题 62

5.5.4 面—面问题及AUX12矩阵生成器 64

5.6 空间节点的使用 67

5.7 一个热辐射分析实例 68

5.7.1 问题的提出 68

5.7.2 问题的求解 68

5.7.3 命令流文件 73

第6章 ANSYS热分析高级进阶 77

6.1 相变 77

6.2 热应力分析 79

第7章 ANSYS热分析例题集 83

例题1：稳态热分析(1) 83

例题2：稳态热分析(2) 87

例题3：瞬态热分析 92

例题4：相变 100

例题5：辐射 106

例题6：热应力 113

例题7：综合 126

第2篇 ANSYS电磁场分析

第8章 电磁场有限元分析简介 141

8.1 电磁场基本理论 141

8.1.1 麦克斯韦方程 141

8.1.2 一般形式的电磁场微分方程 143

8.1.3 电磁场中常见边界条件 144

8.2 电磁场求解的有限元法 144

8.2.1 一维有限元法 144

8.2.2 电磁场解后处理 149

8.3 ANSYS电磁场分析简介 150

8.3.1 ANSYS电磁场分析分类 150

8.3.2 ANSYS怎样进行电磁场分析 151

8.3.3 ANSYS电磁场分析的图形用户界面方式和命令流方式 152

8.3.4 ANSYS电磁场分析的应用领域 152

第9章 二维静态磁场分析 153

9.1 二维静态磁场分析中的单元 153

9.1.1 二维实体单元 153

9.1.2 二维远场单元 154

9.2 一个二维静态磁场分析实例 154

9.2.1 问题的描述 154

9.2.2 ANSYS求解 155

9.2.3 查看结果(后处理) 162

9.3 分析中的注意事项 163

9.3.1 建模 163

9.3.2 定义材料性能 164

9.3.3 网格显示 165

9.4 ANSYS分析的命令流 165

第10章 二维谐性磁场分析 167

10.1 2D谐性磁场分析中的单元 167

10.1.1 二维实体单元 167

10.1.2 二维远场单元 167

10.1.3 通用电路单元(General Circuit Elements) 168

10.2 线性谐性分析实例 168

10.2.1 问题描述 168

10.2.2 ANSYS求解(GUI) 169

10.2.3 命令流形式求解 180

10.3 非线性谐性分析 182

10.3.1 问题描述 182

10.3.2 ANSYS求解 184

10.3.3 命令流形式求解 187

10.4 谐性分析注意事项 189

10.4.1 网格划分 189

10.4.2 加载设置 190

10.4.3 后处理 190

第11章 二维瞬态磁场分析 193

11.1 瞬态分析特征 193

11.1.1 边界条件与加载 193

11.1.2 求解 194

11.1.3 查看结果 195

11.2 瞬态分析实例 195

11.2.1 问题描述 195

11.2.2 ANSYS求解(GUI) 196

11.2.3 后处理 201

11.2.4 命令流形式求解 203

11.3 2D瞬态分析注意事项 205

11.3.1 宏命令的使用 205

11.3.2 读取某时刻的求解结果 208

11.3.3 定义组件 209

第12章 三维静态磁场分析 211

12.1 3D静态磁场分析中的单元 211

12.1.1 3D实体单元 212

12.1.2 三维界面单元 212

12.1.3 三维联结单元 213

12.1.4 三维远场联结单元 213

12.1.5 单元边法用单元 214

12.2 3D静态磁场分析(标量势法) 214

12.2.1 问题描述 214

12.2.2 ANSYS求解(GUI) 215

12.2.3 标量势法的命令流求解 222

12.3 3D静态磁场分析(单元边法) 225

12.3.1 问题描述 225

12.3.2 ANSYS求解(GUI) 226

12.3.3 单元边法的命令流求解 231

第13章 3D谐性与瞬态分析 233

13.1 3D谐性分析 233

13.1.1 问题描述 233

13.1.2 ANSYS求解(GUI) 234

13.1.3 命令流求解 237

13.2 3D瞬态磁场分析 239

13.2.1 问题描述 240

13.2.2 ANSYS求解(GUI) 240

13.2.3 瞬态分析命令流求解 242

13.3 基于节点的3D磁场分析 244

第14章 高频电磁场分析 245

14.1 高频电磁场分析中的单元 245

14.2 导行电磁波分析 246

14.2.1 问题描述 246

14.2.2 ANSYS求解(GUI) 247

14.2.3 命令流求解 252

14.3 电磁谐振腔分析 254

14.3.1 问题描述 254

14.3.2 ANSYS求解(GUI) 255

14.3.3 命令流求解 257

14.4 电磁辐射分析 259

14.4.1 问题描述 259

14.4.2 命令流求解 260

第15章 电场分析 265

15.1 电场分析中的单元 265

15.1.1 竿单元 265

15.1.2 二维实体单元 265

15.1.3 三维实体单元 266

15.1.4 壳单元 267

15.1.5 远场单元 267

15.2 电场分析实例(GUI) 267

15.2.1 问题描述 267

15.2.2 ANSYS求解(GUI) 268

15.2.3 命令流求解 270