Verwenden Sie das Schnellbearbeitungs-Dialogfeld Randbedingungen, um alle Begrenzungsbedingungen zuzuweisen. Es gibt mehrere Möglichkeiten zum Öffnen des Schnellbearbeitungs-Dialogfelds:
Flächenbasierte Wärmeübertragungs-Randbedingungen stellen entweder einen bekannten physischen Zustand, wie z. B. Temperatur, oder eine Wärmemenge dar, die in ein Gerät ein- oder aus einem Gerät austritt, z. B. ein Wärmestrom. Temperatur ist die einzige Bedingung, die auf Öffnungen und Wandflächen angewendet werden kann. Sie sollten die anderen nur auf Wandflächen anwenden.
Für alle Einlässe muss eine Temperatur-Randbedingung definiert werden, wenn eine Wärmeübertragung ausgeführt wird.
So weisen Sie eine Temperaturbedingung zu
Beispiel für das Zuweisen der Temperatur-Randbedingung
Bei den meisten Wärmeübertragungsanalysen ist eine statische Temperaturbedingung empfohlen. Verwenden Sie eine Gesamttemperatur als Einlasstemperatur für kompressible Wärmeübertragungsanalysen.
Wärmestrom ist eine Bedingung, welche die Fläche direkt einer bestimmten Wärmemenge aussetzt. Es ist ein Wärmewert geteilt durch die Fläche.
So weisen Sie eine Wärmestrombedingung zu
Beispiel: Die Wärmezufuhr beträgt 10 W und die Fläche ist 5 Quadratzoll groß. Rechnen Sie 2 W/Quadratzoll (= 10 W/5 Quadratzoll).
Der Wärmestrom darf nur auf äußere Wandflächen angewendet werden.
Gesamtwärmestrom ist eine Flächenbedingung, die die angewendete Fläche direkt der Wärme aussetzt.
So weisen Sie eine Gesamtwärmestrom-Bedingung zu
Wenden Sie die Gesamtwärmestrom-Bedingung direkt an, ohne den Wert durch die Fläche zu teilen. Dies ist sehr praktisch, da der Wert dann nicht neu berechnet werden braucht, wenn die Größe der angewendeten Fläche geändert wird.
Der Gesamtwärmestrom darf nur auf äußere Wandflächen eine Fluids angewendet werden.
Dieser Koeffizient wird auch als Konvektionsbedingung bezeichnet und häufig zur Simulation eines Kühlungseffekts für Wärmeübertragungsanalysen verwendet. Weisen Sie Wärmeübergangskoeffizienten externe Flächen zu, um eine Umgebung zu simulieren, die die Komponente umgibt. Die Wärmeübergangskoeffizient-Randbedingungen können nur auf externe Flächen angewendet werden.
So weisen Sie eine Wärmeübergangskoeffizient-Bedingung zu
In vielen Simulationen simuliert eine Wärmeübergangskoeffizient-Randbedingung natürliche Konvektion von äußeren Flächen in Bereichen, die sich außerhalb des physikalischen Modells befinden (jedoch nicht eingeschlossen). Mehrere Entwicklungsressourcen empfehlen einen Wärmeübergangskoeffizienten zwischen 5 und 25W/m²K als eine gute Näherung für natürliche Konvektion. Die Auswahl des Werts wird von der tatsächlichen Größe des physischen (nicht modellierten) Luftvolumens und der Stärke der äußeren Luftströmung beeinflusst.
In den meisten Fällen ist ein Wert von 5W/m²K eine gute Annäherung für die Verwendung mit Autodesk® CFD, aber die folgenden Bedingungen können auch einen höheren Wert erfordern:
Beispiel für das Zuweisen einer Wärmeübergangskoeffizient-Randbedingung
Die Wärmestrahlungs-Randbedingung simuliert die Übertragung von Wärme durch Strahlung aus einer Quelle außerhalb des Modells zu den ausgewählten Flächen. Sie kann als Strahlungs-Wärmeübergangskoeffizient betrachtet werden, da eine Fläche einer Wärmelast ausgesetzt wird, wobei eine Quellentemperatur und eine Flächenbedingung verwendet werden.
So weisen Sie eine Bedingung für Wärmestrahlung zu
Strom wird verwendet, um eine Analyse der Joule-Erwärmung zu definieren. Joule-Erwärmung ist die Erzeugung von Wärme, indem elektrischer Strom durch ein Metall geleitet wird. Die auch als Widerstandserwärmung bezeichnete Funktion ermöglicht die Simulation von Heizelementen für Kochfelder und elektrischen Widerstandsheizungen.
So weisen Sie eine Strombedingung zu
Spannung wird verwendet, um eine Analyse der Joule-Erwärmung zu definieren. Joule-Erwärmung ist die Erzeugung von Wärme, indem elektrischer Strom durch ein Metall geleitet wird. Die auch als Widerstandserwärmung bezeichnete Funktion ermöglicht die Simulation von Heizelementen für Kochfelder und elektrischen Widerstandsheizungen.
So weisen Sie eine Spannungsbedingung zu
Das Wärmestrahlungsmodell ermöglicht die Berechnung der Wärmeübertragung durch Strahlung über transparente Medien. Der Transmissionsgrad wird im Dialogfeld der Task 'Material' als eine Materialeigenschaft definiert. Zur Simulation von transparenten Medien, die vollständig in das Arbeitsfluid eingetaucht sind, muss nur der Transmissionsgrad des Materials angegeben werden. Um die Transparenz von Flächen in einem externen Festkörper zu simulieren, ist auch die Transparent-Randbedingung erforderlich.
Diese Randbedingung wird verwendet, um anzugeben, dass die Fläche eines Festkörpers transparent ist (z. B. ein Fenster), sodass die Strahlung sie durchdringen kann. Flächen von Außenwänden, bei denen diese Bedingung nicht zutrifft, werden als undurchsichtig betrachtet. Sie lassen keine Strahlungsenergie durch, unabhängig vom eingestellten Transmissionsgrad, der dem Material zugewiesen ist.
Weitere Informationen zur externen Transparenz.
So weisen Sie eine Transparent-Randbedingung zu
Volumetrische Randbedingungen in Autodesk® CFD werden zum Erzeugen von Wärme verwendet. Sie werden in vielen Wärmeübertragungsanalysen verwendet. Für 3D-Modelle sind Volumenbedingungen verfügbar, wenn der Auswahltyp Volumen aktiviert ist. Für 2D-Modelle muss der Auswahltyp Fläche aktiviert sein.
Die Bedingung für die Wärmeerzeugung ist eine volumetrische Wärmelast, die einem Volumen zugewiesen ist. Der angegebene Wert muss durch das Volumen des Bauteils geteilt werden.
Dies wird häufig zur Simulation der wärmeabgebenden Komponenten in elektronischen Baugruppen verwendet.
So weisen Sie eine Bedingung für Wärmeerzeugung zu
Diese Randbedingung stellt eine Wärmelast für Volumen dar, die nicht auf das Teilevolumen bezogen ist. Diese Bedingung wird für die meisten Wärmeübertragungs-Anwendungen empfohlen, da der Wert dann nicht angepasst werden braucht, wenn sich das Teilevolumen ändert.
So weisen Sie eine Bedingung für Gesamtwärmeerzeugung zu
Beispiel für das Zuweisen einer Randbedingung für eine volumetrische Gesamtwärmeerzeugung
Eine temperaturabhängige Wärmeerzeugung simuliert einen industriellen Prozess, der innerhalb eines schmalen Temperaturbereichs abläuft. Physisch wird er über ein Thermostat gesteuert, das die Heizung ausschaltet, wenn eine eingestellte Temperatur erreicht ist. Diese Option ist für volumetrische und Gesamtwärmeerzeugungs-Randbedingungen verfügbar. Die Position für die Temperaturerfassung kann entweder der Teilschwerpunkt oder eine andere Position sein.
So weisen Sie eine temperaturabhängige Wärmeerzeugung zu