Инженерный анализ газодинамики и теплообмена в ansys CFX

Денисов, М. А.

Д33 КОМПЬЮТЕРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ. ANSYS: [учебное пособие] / М. А. Денисов. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 77 с.

ISBN 978-5-7996-1126-2

Учебное пособие представляет собой отдельно изданную вторую часть книги по компьютерному проектированию технических объектов. В нем описаны примеры использования современных технологий инженерного анализа конструкций тепловых устройств. Задачи анализа гидродинамики и теплообмена в камерах тепловых агрегатов рассмотрены на примерах применения программного комплекса ANSYS CFX со специальным интерфейсом ANSYS Workbench. Возможности анализа конструкций показывает разработанный учебно-справочный комплекс решений задач анализа термической прочности в программном пакете ANSYS Multiphysics.

Рекомендовано учебно-методическим советом ИММТ для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 150400 «Металлургия» (уровень подготовки бакалавр и магистр) по специальностям «Компьютерная графика», «Компьютерные методы проектирования промышленных печей», «Компьютерные методы проектирования газоочистных устройств».

УДК 004.92(075.8)

ББК 32.973.202я73-1

ISBN 978-5-7996-1126-2 ã Денисов М. А., 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение Глава 1. Инженерный анализ газодинамики и теплообмена в ANSYS CFX 1.1. Область применения ANSYS CFX 1.2. Особенности вычислительного процесса в ANSYS CFX 1.3. Программы, используемые при расчетах в ANSYS CFX 1.4. Организация процесса вычислений в среде пакета Workbench 1.4.1. Графический интерфейс пользователя 1.4.2. Моделирование стационарного процесса в режиме быстрой установки параметров. Tепло- и массообмен в камере с горелкой «труба в трубе» 1.4.3. Моделирование стационарного процесса в основном режиме. Tепло- и массообмен в зоне нагревательной печи 1.4.4. Моделирование в программном пакете ANSYS 14. Камера с горелкой «труба в трубе» Глава 2. Инженерный анализ термической прочности в ANSYS M ultiphysics 2.1. Интерфейс пользователя 2.2. Этапы решения задач 2.3. Температурные напряжения при нагреве 2.4. Решение задач термопрочностного анализа 2.4.1. Температурные напряжения при стационарном теплообмене в металле. Пример параллельного сопряженного анализа 2.4.2. Температурные напряжения при нагреве металла. Параллельный сопряженный анализ 2.4.3. Последовательный сопряженный анализ стационарного теплообмена при определении температурных напряжений Список литературы

4 5 5 6 8 12 12 14 31 47 52 53 55 60 62 63 67 71 76

Введение

Учебное пособие представляет собой отдельно изданную вторую часть книги по компьютерному проектированию технических объектов. В первой части книги изложены основы компьютерного проектирования технических объектов. Там же рассмотрены системы автоматизированного проектирования на примерах, использующих систему проектирования «КОМПАС-3D».

В учебном пособии описываются примеры использования современных технологий инженерного анализа конструкций тепловых устройств. Первая глава рассматривает принципы инженерного анализа гидродинамики и теплообмена в программном комплексе ANSYS CFX и особенности проведения расчетных исследований. Эти задачи и расчеты часто очень сложны, и поэтому выполняются с использованием специального интерфейса ANSYS Workbench. Вторая глава представляет разработанный учебно-справочный комплекс решений задач анализа термической прочности в программном пакете ANSYS Multiphysics. Задачи ANSYS Multiphysics решаются в интерфейсе программного комплекса, что очень удобно при решении отдельных и сравнительно небольших задач. На примерах показаны особенности и возможности инженерного анализа конструкций проектируемых устройств. Технологии параметрического проектирования и оптимизации предполагается рассмотреть в третьей части учебного пособия.

Пособие разработано на кафедре инженерной графики ИНФО и кафедре теплофизики и информатики в металлургии ИММТ УрФУ.

Глава 1

ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ ГАЗОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА В ANSYS CFX