ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
61
температурный режим; фазовые превращения; расчет температурных
напряжений и деформаций.
Стационарный
тепловой
анализ
определяет
установившееся
распределение температур в конструкции. Анализ может быть линейным
и нелинейным. Результаты решения представляют собой значения температуры
и плотности теплового потока в узлах. Эти данные можно использовать при
постпроцессорной обработке, например, для построения изотерм в расчетной
модели.
Нестационарный тепловой анализ
используется для получения
распределения температуры в конструкции как функции времени и для
определения тепловых потоков при передаче и аккумулировании тепла
в системе.
Анализ
фазовых превращений
представляет собой особый вид теплового
нестационарного анализа, при котором моделируется затвердевание или
плавление материала в процессе теплообмена. Этот вид анализа с успехом
может использоваться во многих приложениях, относящихся, например,
к технологии непрерывной разливки металла или процессам в установках для
преобразования солнечной энергии.
Средства
термо-прочностного
анализа большинства программ
позволяют использовать результаты решения задачи теплообмена для
проведения прочностного анализа. Такая возможность удобна для определения
влияния температурного поля на прочность конструкции. Пользователь может
задать тепловую нагрузку отдельно или в совокупности с механическими.
Связать тепловой и прочностной анализы можно одним из двух способов.
Первый способ состоит в том, что эти два анализа выполняются один за
другим. Сначала получают температурное поле в модели для заданных
граничных условий теплообмена. Значение температур затем используется в
виде нагрузки на стадии препроцессорной подготовки и получения решения
при последующем прочностном анализе. Второй способ предусматривает
проведение совместного термо-прочностного решения. В программе ANSYS
[50] это достигается использованием конечных элементов связанной задачи,
имеющих как тепловые, так и прочностные степени свободы. Из этих
элементов создается расчетная модель, для которой задаются тепловые
и механические граничные условия. На каждой итерации выполняется решение
тепловой и прочностной задач с использованием температур и перемещений,
полученных на предыдущей итерации.
Гидроаэродинамический анализ
. Наличие в программах конечных
элементов для моделирования динамики потоков газа и жидкости дает
пользователю возможность применять вычислительные методы гидродинамики
для определения параметров потока, давления и температуры жидкости или
газа в пределах устройства или установки. При этом, как правило, доступны
различные виды гидродинамического анализа: ламинарное течение (характерно
для очень вязких, медленных потоков); турбулентное течение (достаточно
высокие скорости и сравнительно малая вязкость среды); теплообмен в потоке
