解析作業

A640 熱伝達解析

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イメージ図

対象 片持ち梁 ビーム要素

片持ち梁をもちいて、熱伝達の解析を行ってみました。
元となるデータはA610、A630のビーム要素例になります。

参照A610 熱変位解析
   T221 熱伝達解析2
   A641 熱伝達解析 Elmer

モデル化: FreeCADにてモデル化

ソルバー :CalculiX(2.16)

ポストプロセッシング:FreeCAD,CalculiX GraphiX

条件 : 計算シートの内容に準拠

計算シート XK084 熱伝達計算(保留)

梁断面 10㎜×10㎜ ヤング率 210000MPaとしている。

線膨張係数:1.200e-05 (1/K)

温度条件:初期温度300K → 変更後温度500K
(端面に固定温度500K設定)

伝導率:43.00 W/m/K (ミリトン系と変わらないのでSI表示)

比熱:590000000 Nmm/ton/K(ミリトン系)(非定常の場合)

密度:7.9e-9 ton/mm3(非定常の場合)

熱伝達係数:0.1 (Nmm/s・1/mm2/K)

作業: 下記

結果

熱伝達 温度変化 飽和 CCX
熱伝達 温度変化 飽和

温度(軸方向)
項目 値 (K)
最大温度 500
最小温度 481

端面に放熱部があるので、温度分布が見られます。
値としてはちょっとずれている感じがします。(設定の不備かもしれません)
A641 熱伝達解析 Elmer の方が合っていそうです。

作業 FreeCAD

元とするデータはA610 熱変位解析になります。
00:00 開始
00:08 元にある結果を削除します
00:32 熱伝達面を指定します。伝達係数とシンク温度を指定します。(伝達係数は既定だと0.01で入りますが、0.1で計算しています)
※動画にはポップアップウィンドウは表示されていません
これで解析実行します。必要に応じて、出力設定等追記しますが、エディターで行うことになります。

結果の整理をしやすくするため節点結果をdatファイルに書き出しています。

サンプルファイル : beam_themal_convec.inp

参考 : T205 結果グループの設定

非定常(仮)

およそ3500秒で飽和状態になっています。

作業 テキストエディット

データ差分
*STEP, INC=200
*COUPLED TEMPERATURE-DISPLACEMENT, direct
100,10000

元とするデータは上記のA640 熱伝達解析になります。
左:beam_themal_convec.inp
右:beam_themal_convec_unste_.inp
1783,1784行:密度を追加します。
1800,1801行:STEADY STATE をDIRECTにして100秒ステップを10000秒まで設定しています。(任意)

サンプルファイル : beam_themal_convec_unste_.inp

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