انتقال حرارت را باید از محبوبترین مباحث حوزه مهندسی مکانیک به شمار آورد. در این خصوص آباکوس را باید در زمره نرم‌افزارهای اجزاء محدودی دانست که قابلیت‌های کاملی در زمینه تحلیل انتقال حرارت در اختیار کاربران قرار می‌دهد. ویژگی‌هایی از قبیل آنالیز حالت پایدار و یا گذرا، در نظر گرفتن شار حرارتی، امکان لحاظ کردن دمای محیط در تحلیل، تعریف خواص همرفت و بسیاری از پارامت‌های ضروری دیگر به‌خوبی نشان دهنده تجهیز Abaqus به ابزارهای ضروری برای حل یک مسئله در حوزه انتقال حرارت است. از این‌رو تصمیم گرفتیم تا با یک مثال کاربردی در آباکوس، مباحثی نظیر اعمال شار حرارتی و تعریف خواص فیزیکی لازم برای آنالیز انتقال حرارت در آباکوس را به شما عزیزان آموزش دهیم. از شما می خواهیم ما را در این آموزش پایه‌ای و پروژه‌محور همراهی کنید.
صورت مسئله آنالیز انتقال حرارت دوبعدی به‌همراه شار حرارتی توسط آباکوس
ورقی ذوزنقه‌ای شکل و با ابعاد نشان داده شده در شکل زیر در نظر بگیرید. ورق از لبه بالایی خود تحت شار سطحی قرار دارد. بعلاوه، یک شار حجمی نیز به سراسر ورق وارد می‌شود. چنانچه لبه سمت چپ و پایینی ورق در دمای اولیه 0C قرار داشته باشند، کانتور دمایی ورق را در این تحلیل بیابید.
حل مسئله تحلیل انتقال حرارت در ورق دوبعدی به‌همراه شار حرارتی توسط ABAQUS
کار مدل‌سازی را از محیط Part و بر اساس ابعاد نشان داده شده در شکل فوق آغاز نمایید. برای این منظور تصویر زیر به شما کمک خواهد کرد.
در ادامه و با هدف تعریف خواص فیزیکی مورد نظر به ماژول Property وارد شوید. از آنجایی که مسئله از نوع انتقال حرارت هدایت است، مطابق شکل زیر به تعریف ضریب هدایت حرارتی بپردازید.
همچنین سطح مقطعی همگن به کمک ماده مذکور ایجاد کرده و با فعال کردن تیک مربوط به حالت تنش/ کرنش صفحه‌ای، عدد 1 را برای ضخامت مربوطه در نظر بگیرید.
پس از وارد کردن قطعه در محیط Assembly و بدون اعمال تغییر به ماژول Mesh بروید. در این بخش، حلگری از نوع انتقال حرارت مطابق شکل زیر تعریف کرده و در ادامه، حالت Steady State را انتخاب نمایید.
شبیه‌سازی را با ورود به ماژول Load ادامه دهید. مطابق شرایط ذکرشده در صورت مسئله، در لبه سمت چپ و پایین ورق، دمای 0C را اعمال کنید.
در ادامه، سطح بالایی ورق را انتخاب کرده و شار حرارتی سطحی به میزان 20 واحد را در Step-1 به آن وارد کنید.
همچنین، برای اعمال کردن شار حرارتی بدنی (Body Heat Flux)، تمامی سطح ورق را انتخاب کرده و مقدار عددی 6 واحد را به آن اختصاص دهید.
با اتمام تعریف شرایط مرزی و بارگذاری مربوطه، به محیط Mesh وارد شوید و با استفاده از المان‌های DC2D4 به ایجاد شبکه اجزای محدود بر روی ورق بپردازید.
سپس مسئله را برای حل به ماژول Job ارسال کنید. شکل زیر کانتور دمای ورق را در انتهای تحلیل نشان می‌دهد.
منبع : آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک
سعید
سلام
مهندس برای اینکه اصطکاک تو دو جسم در حال تماس ایجاد حرارت کنه کدام قسمت را باید تعریف کرد؟آیا باید heat generation رو از بخش contact در ماژول interaction تعریف کرد؟لطف میکنید راهنمایی کنید بنده رو
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
بله، روشی که اشاره کردید درسته
Hossein
سلام مهندس
من دارم یه شفت رو تحلیل حرارتی میکنم توو تحلیل حرارتی مشکلی ندارم ولی توو ایجاد پارت میخوام یه استوانه داخل شفت با قطر کوچکتر از شفت رو بصورت عمود به طول شفت رو جدا مش بزنم باید از پارتیشن بندی کمک بگیرم یا یه استوانه رو یه پارت جدا بگیرم؟
ممنون میشم پاسخ بدید
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
میتونید از Partهای مجزا استفاده کنید
موفق باشید . . .
داود
سلام
بنده میخوام انتقال حرارت یک استوانه سالید با قطر50 میلیمتر به عرض دو متر رو مدل کنم چون حالت تقارن وجود داره یک چهارم رو در نظر میگیرم و به یک گوشه استوانه به شعاع 20 میلیمتر یک شار حرارتی با فرمول ((q=q_effective*exp(-gama*(x^2+z^2 رو در قسمت load وارد کنم که فقط x و z مختصات گره های اون ناحیه به شعاع 20 میلیمتر هست و باید وارد تابع شار که در load وارد کردم بکنم؟؟؟.. و فرض میکنیم در جهت y شار نداریم:
1- این مختصات x و z رو که شامل چندین مختصات گرهی هست چطور به تابع شار وارد کنم؟
2-چون فقط بار حرارتی داریم ایا نیاز به وارد کردن چگالی هم هست؟
3- ذر اطراف استوانه شرایط همرفتی و در قسمت متقارن شرایط ادیاباتیک وجود داره این ئو پارامتر رو از کدام قسمت وارد اباکوس کنم؟
با تشکر
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
میتونید از سابروتین DFLUX استفاده کنید
در خصوص سایر موارد هم مثال انتقال حرارت در سایت موجوده
میتونید استفاده کنید
saeed
با سلام ،
میخاستم ببینم شار(heat flux) عبوری از سطح ورق چگونه محاسبه میشه ؟
با تشکر
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
اگر پارامتر خاصی در خروجی مدنظرتون باشه که در پیش فرضها نیست میتونید با اسکریپت پایتون کار را پیش ببرید
محمدرضا
سلام ممنون از سایت خوبتون
در تحلیل حرارتی که انجام میدم، دمای کانتور بدرستی تغییر میکند اما رنگ مدل تغییری ندارد مشکل از کجاست و چه باید کرد؟
ممنون
یونس سروری(مدیر CAE)
سلام
میتونید از تنظیمات کانتور بازه نمایش دمایی را محدود کنید تا حساسیت نمایش به مقادیر بالاتر بره