تحلیل انتقال حرارت در Abaqus: مدل بلوک مسی

این آموزش بر روی تحلیل انتقال حرارت (Heat Transfer Analysis) در نرم‌افزار Abaqus تمرکز دارد. برخلاف آموزش‌های قبلی که بر مکانیک سازه‌ها تمرکز داشتند، این تحلیل به مطالعه چگونگی انتقال گرما در یک جسم جامد اختصاص دارد.

مشخصات مدل و ماده

• جنس ماده: یک بلوک مسی که به‌عنوان جسم مورد تحلیل انتخاب شده است.
• ابعاد: ابعاد بلوک در شماتیک مشخص شده‌اند و از واحدهای SI استفاده می‌شود که در آن طول بر حسب متر اندازه‌گیری می‌شود.

شرایط مرزی حرارتی

در این تحلیل، سه نوع مختلف انتقال حرارت به بلوک اعمال می‌شود: هدایت (Conduction)، جابجایی (Convection) و تابش (Radiation)، که هر یک در بخش‌های مختلف بلوک مدل‌سازی می‌شوند:

1. دمای ثابت (Constant Temperature):
   • دو انتهای بلوک در دماهای ثابت ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد و ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد نگه‌داری می‌شوند. این دماهای ثابت، شار حرارتی را از طریق هدایت ایجاد می‌کنند.
2. شار حرارتی (Heat Flux):
   • نیمی از سطح بالایی بلوک تحت تأثیر یک جریان حرارتی (Heat Flux) ۵۰۰۰ وات بر متر مربع قرار دارد. این جریان باعث افزایش دمای بلوک می‌شود.
3. جابجایی (Convection):
   • نیمه دیگر سطح بالایی در دمای محیط ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد قرار دارد و از طریق جابجایی طبیعی (Natural Convection)، گرما را از دست می‌دهد.
   • ضریب جابجایی حرارتی (Heat Transfer Coefficient)، ۱۳ وات بر متر مربع به ازای هر درجه سلسیوس فرض شده است.
4. تابش (Radiation):
   • نیمی از سمت چپ بلوک در خلأ و در مجاورت جسمی با دمای ۳۲۰ درجه سانتی‌گراد قرار دارد.
   • فرض بر این است که از سطح جابجایی، حرارتی از طریق تابش از دست نمی‌رود.
5. عایق‌بندی (Insulation):
   • تمام سطوح دیگر بلوک عایق‌بندی شده‌اند، به این معنی که هیچ حرارتی از طریق این سطوح منتقل نمی‌شود.

این تنظیم پیچیده به ما این امکان را می‌دهد که نحوه افزودن انتقال حرارت هدایتی، جابجایی و تابشی به مدل در Abaqus را به‌طور کامل نشان دهیم.

کلمات کلیدی

Abaqus، تحلیل انتقال حرارت، بلوک مسی، دمای ثابت، شار حرارتی، جابجایی حرارتی، تابش