Meshfree在推出新版本之时,笔者果断申请了meshfree的试用,不失所望,笔者发现了更多的功能。笔者近期在做疲劳的研究,惊喜的是,meshfree也加入了疲劳分析的模块,虽然在材料和算法上还比较基础,但是终究实现了这一模块,让笔者倍感欣慰,并对meshfree和无网格技术的未来充满了期望。
进入正题,上次笔者试用某无网格软件进行了简单构件的热交换分析,本次笔者依旧进行简单构件的热力学分析。本文所用模型及分析结果仅用于meshfree软件的学习和交流,如果有任何疑问欢迎各位读者交流指正。
CPU:I7-8565U
内存:8GB 硬盘:250G SSD
显卡:英伟达MX150
系统:Windows 10家庭版
铝制散热片,导入文件为STP格式,meshfree的文件导入界面以及分析定义界面简洁明了:
Fig1 操作界面
铝制散热片实体模型
Meshfree的材料库非常丰富,常见的材料以及相关的参数都有定义,本次热分析所需的热参数也在材料参数有定义。
3 材料定义
1.固定温度载荷
固定温度属于传热分析中的载荷。本次分析中散热片选取左侧面为固定温度施加面,温度函数定义、温度加载面选取以及定义如下:
4 固定温度施加
5 温度时间函数
2.热对流设置
固体表面与固体内部之间的热交换,属于瞬态热力学分析中的边界条件。本次分析的环境温度为28度,热对流系数为30W/m2 *℃,边界条件的选取以及参数的设定如图所示:
6 热对流定义
完成设置之后便可以直接进行运行分析,对时间步的设置如图,分析时间为30s,时间步为30步,内存选用4GB,计算完成时间为120s。
7 时间步设置
8 计算时间
计算完成之后便可以在分析结果中查看。
9 温度云图
可以看到,散热片整体的温度在70-90度之间,最大最小值位置如上图所示。
取某一节点查看温度变化曲线,温度变化曲线以及列表值如图所示:
10 节点温度变化曲线
ANSYS Workbench分析
为了与传统有限元分析进行对比,本次分析还选用了ANSYS workbench16.1版本进行分析对比,网格尺寸设置为5mm,其他设置略去不表,结果如图所示:
在网格精度较大的情况下,且认为ANSYS workbench求得的结果为精确解,meshfree求得的温度场和ANSYS workbench求得的解误差较小,温度分布趋势一致,节点处的温度变化曲线也一致,而节点处的温度随时间变化有较大误差。
但是meshfree在进行设置以及求解的过程较为简单,简单明了,方便上手。
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