Тепловой поток

Рассматривается пример расчета теплового процесса во время сварки (имитация нагрева от сварочной дуги через нормально-круговой источник). Конструкция - плоская пластина. Сверху на нее задается тепловой поток по формуле нормально-кругового источника нагрева.

Нормально-круговой источник тепла задается по формуле:

где:

ΔX - перемещение по оси ОX;
k - коэффициент рассредоточенности, м^-2;
q - эффективная мощность сварочной дуги, Вт.

Графическое предоставление нормально-кругового источника:

Построение модели

1. Cоздайте параллелепипед.

На панели команд выберите модуль построения объёмной геометрии (Режим — Геометрия, Объект — Объем, Действие — Создать).

Из списка геометрических примитивов выберите Параллелепипед.

Задайте размеры блока:

X (ширина): 0.1;
Y (высота): 0.1;
Z (глубина): 0.01.

Нажмите Применить.

2. Переместите объект.

На панели команд выберите модуль построения объёмной геометрии (Режим — Геометрия, Объект — Объем, Действие — Преобразовать).

Из списка операций выберите Переместить.

Задайте необходимые параметры:

Объем ID(s): all;
Поставить галочку: Включая сращенные;
Выбрать метод: Расстояние;
Расстояние по Х: 0.05;
Расстояние по Z: 0.005.

Нажмите Применить.

Построение сетки

1. На панели команд выберите модуль построения объемной сетки (Режим — Сетка, Объект — Объемная, Действие — Интервалы).

Укажите степень измельчения сетки:

Выберите из выпадающего списка: Задать размер;
Выбор объемов: all;
Примерный размер: 0.002.

Нажмите Применить.

Нажмите Построить сетку.

Задание материала и свойств блока

1. Создайте блок.

На панели команд выберите модуль задания свойств материала (Режим — Блоки, Объект — Блок, Действие — Добавить сущность в блок).

Задайте следующие параметры:

ID блока: 1;
Список сущностей: Объем;
ID объекта(ов): all.

Нажмите Применить.

2. На панели команд выберите модуль задания свойств материала (Режим — Материал, Объект — Управление материалами).

Создайте материал test со следующими параметрами:

Нажмите Применить.

3. Задайте параметры блока.

На панели команд выберите модуль задания свойств материала (Режим — Блоки, Объект — Блок, Действие — Свойства/параметры блока).

Задайте следующие параметры:

ID блока(ов): 1;
Категория: Объемное тело;
Материал: test;
Система координат: Глобальная декартова;
Порядок: 1.

Нажмите Применить.

Задание граничных условий

1. Задайте тепловой поток.

На панели команд выберите (Режим — Граничные условия, Объект — Тепловой поток, Действие — Создать).

Задайте следующие параметры:

Автоматическое присвоение ID;
Список сущностей: Поверхность;
ID объекта(ов): 1;
Поток: 1.

Нажмите Применить.

Задание начальных условий

1. Задайте начальную температуру.

На панели команд выберите (Режим — Начальные условия, Объект — Температура, Действие — Создать).

Задайте следующие параметры:

Список сущностей: Объем;
ID объекта(ов): all;
Значение: 20.

Нажмите Применить.

Задание зависимости ГУ

На панели команд выберите (Режим — Зависимость ГУ). В появившемся окне Зависимость ГУ задайте необходимые параметры.

Нажмите Применить.

Запуск расчёта

1. Задайте тип задачи, которую требуется решить.

На панели команд выберите модуль настроек расчёта (Режим — Настройки расчёта, Настройки расчёта — Временной анализ, Временной анализ — Общие).

Выберите:

Размерность: 3D;
Метод: Полное решение;
Схема: Неявная;
Максимальное время: 5;
Число шагов: 50;
Модель: Теплопроводность.

Нажмите Применить.

2. Укажите в свойствах среды температуру.

На панели команд выберите модуль настроек расчёта (Режим — Настройки расчёта, Настройки расчёта — Временной анализ, Временной анализ — Свойства среды).

Выберите:

Температура: 20.

Нажмите Применить.

3. Задайте поля вывода.

На панели команд выберите модуль настроек расчёта (Режим — Настройки расчёта, Настройки расчёта — Временной анализ, Временной анализ — Поля вывода).

Выберите:

Выводить результаты: Каждые 50 шагов.

Нажмите Применить.

Нажмите Начать Расчет.

Анализ результатoв

1. Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами.

Нажмите Ctrl+E.
В главном меню выберите Расчёт → Результаты. Нажмите Открыть последний результат.
На панели команд выберите Результаты (Режим — Результаты, Результаты — Открыть Результаты).

2. Для постпроцессорного анализа перейдите в окно Fidesys Viewer.

3. На верхней панели выберите данные результата расчета для отображения. Из первого выпадающего списка выберите Температура, из третьего – Поверхность.

Использование консольного интерфейса

Построение геометрии, генерацию сетки, задание граничных условий и материалов можно контролировать с помощью консольного интерфейса. Ниже приведён код реализации шагов программного обеспечения, описанных выше . Необходимо только самостоятельно указать полный путь и название сохраняемого файла.

Скрипт для пошагового примера