假设：初始温度为 600 K 的不锈钢气缸 (AISI 304) 浸没到油槽中，在 h = 500 W/m 2 K 的对流作用下被淬灭。气缸的长度为 60 mm，直径为 80 mm。根据“热传递简介”，不锈钢 (AISI 304) 的材料属性为：密度 = 7900 kg/m 3 ，传导系数 = 17.4 W/m K，比热 = 526 J/kg K。
求解：冷却 3 分钟之后，气缸中心、环形面心和侧面中高的温度是多少？
图 1：问题几何体
此示例仅介绍创建模型的信息。有关设置和执行分析的说明，请参见对流气缸。我们将在一个模型中创建两个单独的设计工况，它们分别是二维轴对称单元和块体单元。
方法 1：二维轴对称模型
对于轴对称模型，仅对从气缸中心线到外部的横截面进行建模。由于垂直对称，因此仅对该横截面的上半部分进行建模。该模型必须位于以 Z 轴为中心线的 YZ 平面中。
- 启动新的有限元模型。
- 将分析类型设置为“热: 瞬态热传递”。
- 分析使用“公制 mks (SI)”单位制，但对温度单位使用“开氏温标”。单击“替代默认单位”，然后从“单位制”下拉列表中选择“公制 mks (SI)”。这将设置温度除外的所有内容。将“单位制”更改为“自定义”，然后用将“温度(绝对)”设置为“开氏温标(K)”。单击“确定”，以设置单位。
- 单击“新建”并输入模型名称。
- 使用“网格”
“结构化网格”“4 点矩形”创建结构化网格。 - 将“部件和表面”设置为 1。在 AB 字段中键入 20。在 BC 字段中键入 20。将“点 A”、“点 B”、“点 C”和“点 D”分别定义为 (0,0,0)、(0,0.040,0)、(0,0.040,0.030) 和 (0,0,0.030)。单击“应用”创建网格。
- 单击 X 按钮关闭“点网格设置”对话框。
- 若要查看创建的对象，请使用“视图”“浏览”“方向”“右视图”更改视图。
- 气缸外部存在对流载荷。使用“选择”“形状”“矩形”和“选择”“选择”“直线”，选择沿模型顶部和右边缘的直线。（如果选择第二条边，请按住 Shift 键以添加到第一个选择中。）使用“绘制”“修改”“属性”，将这些直线放置在表面 2 中。单击“确定”。
方法 2：三维块体模型
二维模型可以轻松转换为三维块体模型。对二维模型执行分析后，可以更好地进行转换。无需两次输入分析参数。它们可以从设计工况 1 复制到设计工况 2。