第 8 章:指定材料和设备

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在所有 Autodesk® CFD 设计分析中,第一个必要步骤是定义设计中组件的材料。 本章介绍以下内容:

材料是指实际物质,是 Autodesk® CFD 分析的基础。分析中有两种不同的材料类型:液体和固体。

设备是指物理设备模型,包括内部风扇、离心风机、阻尼部件、止回阀、旋转区域、印刷电路板、LED、简化热模型、热电制冷器、热交换器和散热器。

材料和设备通过相同的流程和对话框指定和创建。

使用材料

默认材料设置:“未指定”

新工况中每个部件的默认材料设置均为“未指定”。对于分析来说,这不是有效的材料设置,因此在运行前必须为所有部件指定材料。

这样的目的在于在更新设计中的几何体以后,若有材料指定缺失的情况则将其凸现出来。此外,这也使为带有规则的部件指定材料得以简化,因为很容易知道哪些部件指定了材料而哪些部件未指定。

必须为工况中的所有部件指定材料,才能运行工况。如果启动分析时,未为一个或多个部件指定材料,则会出现错误提示。

通过快速编辑对话框指定材料的步骤

  1. 打开“材料”快速编辑对话框(四种方法):

    • 在部件上单击鼠标左键,然后在上下文工具栏中单击“编辑”图标。

      智能工具栏

    • 右键单击部件,然后单击编辑

      材料单击鼠标右键编辑

    • 右键单击“设计分析”栏“材料”分支下的部件名称,然后单击编辑

      材料编辑

    • 单击“材料”上下文面板中的“编辑”

      材料上下文面板

  2. 选择一个或多个部件。

  3. 材料数据库名称菜单中选择数据库。

  4. 类型菜单中选择类型。

  5. 名称菜单中选择材料。

  6. 单击应用

    材料选择

    注意:(可选)指出特性是否会变化,并指定环境条件。
    注意:或者,从收藏夹列表中选择材料。

常用材料(收藏夹)

收藏夹经常使用大多数(或全部)工况包含的材料。从快捷菜单即可轻松访问收藏夹,无需从“材料”快速编辑对话框访问。

创建收藏项

如果材料已指定给部件,只需在该部件上单击鼠标右键,然后单击“添加到收藏夹”,即可将其收藏。

将未指定的材料添加到收藏夹的步骤:

  1. 打开材料编辑器。(在“材料”上下文面板中单击“材料编辑器”。)

  2. 单击列表按钮。

  3. 在材料上单击鼠标右键,然后选择“添加到收藏夹”

    此符号收藏夹图标出现在材料列表的收藏夹上。

分配收藏夹

  1. 右键单击部件。

  2. 单击收藏夹,然后选择材料。

    注意:对于需要输入其他内容的材料(例如内部风扇),“材料”快速编辑对话框将打开。

从现有的材料创建材料

“默认”材料数据库中,每种材料类型至少包含一个实例。举例来说,可以使用“默认”材料方便地创建新材料。由于这些材料都是只读文件,可使用材料编辑器将原有材料复制到自定义数据库,然后修改复制的材料。

  1. 若要打开材料编辑器,请单击快速编辑对话框的“材料”行上的“编辑...”。(或者,单击“材料”上下文面板中的“材料编辑器”。)

  2. 单击列表按钮。

  3. 在列表中找到材料,并用左键单击。

  4. 在“属性”选项卡上,从“保存到数据库”菜单中选择数据库。

  5. 根据需要修改属性,或者指定新名称。

  6. 或者,单击“保存”

  7. 单击“确定”。快速编辑对话框中随即显示出该材料。

    材料编辑器

设置材料环境条件或改变特性值(自然对流和可压缩等)的步骤

“默认”材料数据库中,每种材料只包含一种类型。大部分定义为可变属性。

应用材料时,指定该材料为固定还是可变,并定义工况的工作条件。计算这些条件下的材料属性,然后保持恒定,或作为最初使用的值并随后变化。

注意:环境设置只适用于流体和固体。

指定“固定”或“可变”

“默认”材料数据库中的许多材料都是使用可变属性进行定义的。指定这些材料在工况中为恒定还是可变:

  1. 在“快速编辑”对话框的“环境”行中单击“设置...”

    (或者,在设计分析栏中的“材料”上单击鼠标右键,并选择“编辑材料环境参考...”)

  2. 选择“固定”“可变”

    • 选择固定以在指定的环境中计算属性,并使其保持恒定。
    • 要为定义为可变的属性值指定具体的值,可将材料复制到自定义数据库,然后将属性变量更改为恒定,并指定具体的值。
    • 选择可变以使材料中定义的属性发生变化。对自然对流和可压缩分析执行此操作。
    • 只有定义为可变的属性才会变化。
    • 对于仅使用恒定属性定义的材料,此对话框不可用。

在设计分析栏上,材料条件(“固定”或“可变”)显示在材料名称旁边。这样便于了解是否为分析类型选择了正确的可变性。请注意,“固定”是默认设置。

注意:当特性必须更改时,选择“可变”。示例包括自然对流可压缩分析

有关设置可变特性... 的示例

或者,详细了解环境驱动的特性...

关于设备的详细信息

通过设备,可使用几何特性简单的对象表示复杂部件或装配体。它对流体的影响方式与物理组件相同,但网格尺寸很小,也不复杂。这样能使分析过程更加快速高效。

在大多数应用中,使用流体和固体材料的时机一目了然。由于材料设备是对物理对象的近似,因此我们认为根据应用类型在 Autodesk® CFD 材料设备与物理对象之间进行“映射”将非常有用。

电器和照明应用

使用此设备类型...

...代表这些物理对象:

面部件

钣金挡板、导热层和接触热阻

分布式阻尼

多孔板和过滤器介质

内部风扇

系统中的轴向风扇

离心泵/风机

系统中的离心风扇或风机

简化热模型

集成电路

印刷电路板

自定义印刷电路板

热电设备

帕尔帖模块、电子“热泵”

LED

照明应用中的 LED

热交换器

电子柜的空气调节器或 CRAC 单元、电子模块的冷板

散热片

各种散热器设备类型(包括针鳍和直鳍)

透平机械应用

使用此设备类型...

...代表这些物理对象:

旋转区域

旋转设备,例如泵、压缩机和涡轮

内流应用

使用此设备类型...

...代表这些物理对象:

面部件

钣金挡板、导热层和接触热阻

分布式阻尼

多孔板和过滤器介质

内部风扇

系统中的轴向风扇

离心泵/风机

系统中的离心风扇或风机

有关这些设备的详细信息,请单击本章末尾的链接。

关于材料数据库

通过材料数据库能够有效地组织和搜索材料数据。这种有用的工具可在项目内和多个用户之间组织、共享、保留和标准化材料数据。

使用安装的数据库和自定义数据库组织和共享材料...

安装的材料数据库

自定义材料数据库

注意:在版本更新及重大发布期间,偶尔也会更新材料或向“默认”材料数据库添加材料。只有“默认”数据库中的材料会受到影响。版本更新不会影响自定义材料数据库的材料。

快速了解如何使用材料数据库...

创建和管理数据库

若要打开材料编辑器,单击“材料”上下文面板中的“材料编辑器”。

单击“数据库”选项卡。

选择数据库

在指定和创建材料时,经常会需要选择数据库。从“材料编辑器”可通过三种方法实现此操作:

应用材料时,直接从材料数据库名称行的“材料”快速编辑对话框中选择数据库。

或者,单击此处以详细了解材料数据库...

材料和设备的属性

本章中的信息主要集中于如何使用材料。每种材料类型实际上都由若干属性构成。这些信息相当详细,因此若要了解更多信息,请浏览“帮助”系统中的以下主题:

流体

固体

面部件

分布式阻尼

内部风扇

离心泵/风机

止回阀

旋转区域

简化热模型

印刷电路板

热电设备

LED 器件

热交换器

散热片

属性变量

材料数据库

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