Phương trình trao đổi cân bằng khi phân tích nhiệt với ansys

fig_01
  Phương trình cơ bản.

Cơ sở tính toán nhiệt trong ANSYS® là phương trình cân bằng nhiệt thu được từ nguyên lý bảo toàn năng lượng. Phép giải phần tử hữu hạn sẽ tính toán các nhiệt độ nút, rồi dùng các kết quả này để tính tiếp các đại lượng nhiệt khác. Chương ưình ANSYS® có ba mô hình tính truyền nhiệt chính: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.

Từ nguyên lý bảo toàn năng lượng (Principle of conservation of energy): “Năng lượng có thể chuyển từ dạng này sang dạng khác, nhưng không thể tự sinh ra hoặc tự mất đi được; tổng năng lượng của một hệ thống là luôn luôn không đổi”.

Captuiore

Áp dụng nguyên lý trên ta có được “Phương trình cân bằng nhiệt” như sau:

Qslored ■+■ Qin – Qout + QgencraUỉd = 0                                                          [9-1 ]

 

 

Qslored •

Tùy thuộc vào nhiệt dung riêng của vật liệu khi tính toán chuyển tiếp

 

(Transient thermal analysis).

Qgcnerated ’

Dùng cho các bài tính về hóa học (Chemical), điện {Electric), hạt

 

nhân {Nuclear).

Qin

Lượng nhiệt vào.

Qout ■

Lượng nhiệt thóat.

Phương trình cân bằng tổng quát dưới dạng ma trận cho tính toán nhiệt là:

 

 

CT + KT = Q                                                           [9-2]

Trong đó :

c ■ maa trận nhiệt dung riêng (specific heat matrix) giảm chấn nhiệt (thermal damping).

K : ma trận độ cứng nhiệt (imatrix thermal stiffness). Các ảnh hưởng: dẫn nhiệt (conduction), đối lưu (convection), bức xạ nhiệt (radiation), chuyển khôi lượng (Mass transport).

Q : vector tốc độ nhiệt {heatflow rate vector),

T : vector nhiệt độ nút (nodal temperature vector).

T : đạo hàm theo thời gian của T.

Leave a Reply