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本篇文章是关于ANSYS WORKBENCH的耦合场分析的一个例子。一根导线在通稳恒电流后会发热,这属于电-热耦合分析,例子本身很简单,只是说明WORKBENCH自带的耦合分析系统的使用。
【问题描述】
一根裸露导线,电阻为R,通过电流为I,需要计算电线中心温度和表面温度。
已知导线的长度为0.1米,截面半径为0.005米,导线的热传导率是60.5瓦每米摄氏度,电阻率是1.7e-1欧姆米,电流大小是20安培,环境温度是20摄氏度,导线裸露表面与空气的对流换热系数是5瓦特每平方米摄氏度。
(注:该题来自于《ANSYS 13.0 WORKBENCH数值模拟技术》,许京荆 编著)
【问题分析】
ANSYS WORKBENCH中自带热电分析系统,可以直接进行热电耦合分析。
使用过程与一般分析相同。
【求解过程】
1.打开ANSYS WORKBENCH14.5
2.创建热-电分析系统。
3.创建材料模型。
双击engineering data进入到工程数据中。
系统默认的钢材的热传导率和电阻率与已知条件相同,不需要修改。
退回到WB界面。
4.创建几何模型。
双击geometry进入到DM中,选择长度单位是毫米。
其尺寸如下图
退出DM.
5.划分网格。
6.设置边界条件。
设置一个端面电压为零。
设置另外一个端面的电流为20安。
对外圆柱面设置对流边界条件。
7.求解。
8.后处理。
温度云图。整个导体温度均匀。
电压云图。
焦耳热云图。