ANSYS Thermal & SpaceClaim技术笔记
在ANSYS有限元分析中，流程分为四步：Geometry Input (常用SpaceClaim) -> Cleanup/modification -> Meshing -> Solution
其中必须注意的一点是，mesh quality最小值必须大于0.2
Mesh
最简单的提高Mesh quality的方法：
- Adaptive sizing -> No
- Capture Curvature -> Yes
- Capture Proximity -> Yes
Global Mesh
- 选择Mesh size的时候，鼠标圆圈的大小就是Mesh的大小。
- Growth rate： 相邻格子的尺寸比例，会显著影响网格数量
- 不可以用一个网格穿过整个物体的厚度
Local Mesh
- Internal No. of Div: 定义壁厚方向的网格数量
- Mesh Copy: 同样形状可以复制Mesh
- Inflation: Geometry (Face/Body) 对应 Boundary (Edge/Faces); 注意要同时加上edge sizing才能保证是一个比较完整的圆弧形状（而非多边形），并且选择hard，可以对holes加入face meshing
- 遇到圆环应用Face Meshing - 改变internal No. of Div >2
- Mesh Quality Improvement: -加入body sizing (mesh size, defeature size) - Error limit: Aggressive Mesh - Target Quality: 0.3 - Smoothing: High
- Display - Direction： 决定了Bias的走向，注意对称边要翻转一侧bias才能保证轴对称画网格
- 在网格绘制中，圆环可用Face Meshing，但应注意网格的长宽比，越接近正方形，计算越准确。
- 在运用MultiZone方法是，可额外设定Surface Mesh Method - Pave 以便在弯折处有更好的表现；也可加入Mapped Mesh Type - Hexa来最大限度获得正方形网格。
Contact
- 可以设定两个面的接触方式，其中Bonded加入pinball可以设定检测的接触范围，若pinball半径大于两个面的间隙，可被认定为是接触。
- 当两个面本身为接触的时候，系统默认为是No separation.
- Frictional 模式下可以定义摩擦系数，然后加入其它系数后（如Stefan-boltzmann 定律），可以计算摩擦生热
- 在Contact选择时，可以在Auto Detection中的Tolerance Value中设定阈值，并在SpaceClaim中测量最小间隔，从而让电脑不“过量”连接面与面、体与体。
重点：
- SpaceClaim下切割物体后，可用Workbench - Share改变物体之间拓扑关系，从而自动默认为接触/共享平面，同时还可以提高网格质量
Transient Thermal/ Steady State Thermal
Step
步骤：Engineering Data 设定各部件的材料 - Geometry里应用材料 - 设定Mesh，提高质量 - 定义是否有Internal Heat generation - 设定表面的Convection/Radiation/Heat flux
- 可用两个全新的Coordinate System来定义Path，来探索这条线上的温度变化
瞬态传热学
- 定义Initial Temperature和Analysis Settings是非常重要的 - 首先设定环境温度 - 然后可以设定步数，步长，最大可能步长 小经验： 在复杂的重复循环中，在不重要的区间可以用较大的步长，而在关键研究区间用小步长，保证精准度的同时可以大幅提高运算速度
对Heat Flux/Convection/Radiation 要使用Tabular Data以便显示出数值的变化。
在复杂结构运算时，可以使用Analysis Settings -> Output Controls -> Store results at 来降低硬盘使用量，来获得更多的结果。
SpaceClaim
为了提高网格质量，可以在SpaceClaim中分割完整的形体变为多个细小的零部件。
方法分为以下几种：
- 定义一整个平面，分割实体
- 使用绘制长方形并拉伸（厚度为0）定义Surface，然后用夹角切分一块
- 定义一个Surface后，用阵列（如圆形、正方形等）可以复制出等距的大量Surface，可以切分有空洞的圆形结构
- 画一个实体在已有结构上，根据两者的重合部分进行分割
- 将圆柱体可以根据壁厚切割成圆筒和小圆面
- 结构直接的拓扑关系可以用Share功能来获得，可以大幅减少计算中的Contact关系判定所用的时间
