Workbench案例1-一个茶壶的散热仿真

简介

本案例通过模拟一个茶壶，其中的热水与外部空气的对流换热及茶壶自身的自然散热和辐射散热，来初步认识在ANSYS Workbench中，建立稳态热仿真分析的过程。并通过对比两种不同散热材料的仿真结果，来查看茶壶散热效果的差异。作为Workbench热仿真的学习案例，可以通过下载茶壶的STP几何模型，自己按步骤操作，进行实际练习。

仿真步骤

1. 新建Workbench稳态热仿真项目：Steady State Thermal System，如下图所示：

   
   

2.定义材料模型：选择Structural Steel和Porcelain（陶瓷材料）两种材料；

3.导入茶壶几何模型：STP文件；（模型文件是一个完整的茶壶模型，因其为对称模型，因此实际操作时，可以取其中一半即可）

4.分配材料属性：先给茶壶所有部分分配Porcelain材料；

5.热接触对设置：软件根据实际的几何模型，进行自动定义；

6.划分网格：本案例采用软件默认的网格划分方式；其中设置所有几何体：All Body：网格尺寸大小：Body Sizing：0.2mm；

7.设置热边界条件：

设置茶壶外表面与空气的热传导：Convention：热传导系数见图：

设置初始的茶壶内表面的温度100℃：Temperature：

茶壶外表面的热辐射：Radiation：辐射系数见图：

8.查看仿真结果：

查看茶壶整体温度场分布：

查看茶壶总体热流分布：

对于不同的材料Structural Steel，采用同样的操作，得到结果如下：