ROZWIAZANIE PROBLEMU USTALONEGO PRZEPLYWU CIEPLA W SYSTEMIE ADINA 900 Nodes Version 8.2

Transkrypt

1 1 Wstęp ROZWIAZANIE PROBLEMU USTALONEGO PRZEPLYWU CIEPLA W SYSTEMIE ADINA 900 Nodes Version 8.2 Struktura systemu ADINA (Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis) jest to system programów opartych na analizie skończenie elementowej służących rozwiązywaniu szerokiego spektrum problemów z zakresu mechaniki konstrukcji, przepływów ciepła i płynów. System ADINA zawiera: pre-procesor ADINA-IN moduł analizy strukturalnej ADINA moduł analizy przepływu ciepła ADINA-T moduł analizy przepływu płynów ADINA-F poza tym moduły: ADINA-FSI (Fluid Structure Interaction program), ADINA-TMC (Thermo-Mechanical- Coupling program) tylko w pełnej wersji post-procesor ADINA-PLOT Definicja modelu skończenie elementowego odbywa się w programie ADINA-IN, następnie model taki jest analizowany przez ADINA, ADINA-T, ADINA-F, ADINA-FSI, ADINA-TMC, lub ich kombinacje, w końcu wyniki przedstawiana są w programie ADINA-PLOT. System plików ADINA-IN.in.idb - pliki zawierające definicje modelu skończenie elementowego dla pre-procesora.dat - pliki danych generowane przez program ADINA-IN jako pliki wsadowe dla modułów ADINA, ADINA-T, ADINA-F w zależności od rodzaju analizy. ADINA, ADINA-T, ADINA-F.por - plik binarny zawierający definincje modelu oraz wyniki analizy tego modelu dla post-procesora.out - plik tekstowy zawierający wartości wynikowe ADINA-PLOT.pdb pliki zawierające obrobione dane wynikowe Zadanie Wyznacz rozkład temperatury dla tarczy poniżej, wykonanej z materiału jednorodnego i izotropowego, dla którego k=4 J/ o Cms. Grubość tarczy równa jest 1m, intesywność generacji ciepła f=45 J/m 2 s. Warunki brzegowe takie jak na rysunku, gdzie q n naturalny warunek brzegowy, T podstawowy warunek brzegowy. Z q n =30 J/m 2 s q n =0 f=45 J/m 2 s T=10 o C 1m 2m q n =0 Y Podziel model na dwa trójkątne liniowe elementy skończone o węzłach leżących w narożach obszaru.

2 2 1. Wybierz moduł ADINA-T i rodzaj analizy Steady state z paska modułów (zadanie ustalonego przepływu ciepła). 2. Pozostaw domyślne wartości dla Control/Time Function i Control/Time Step 3. Zdefiniuj wartości wynikowe drukowane do pliku.out Control/Printout/Volume... Zaznacz Print Individual Element Results W polu Output Interval wprowadź 1 Control/Printout/Results at nodes... Block Start node End node Node Increment Wyniki w węzłach będą drukowane dla wszystkivh węzłów (1-4) (Możemy ten krok pominąć - domyślnie również dla wszystkich węzłów) Control/Printout/Time Step... Wstaw jedynki w pierwszym wierszu Wyniki dla pierwszego kroku (podobnie jak wyżej) 4. Wprowadź współrzędne dla 4 punktów Geometry/Points... Zera możemy pomijać przy wprowadzaniu UWAGA! dla elemntu 2D geometrie musimy definiować w układzie Y-Z (X2-X3) globalnego układu współrzędnych

3 3 5. Zdefiniuj powierzchnie w oparciu o wcześniej wygenerowane punkty Geometry/Surfaces/Define... Wybierz Add... Type Vertex Dla powierzchni 1 podaj punkty P1 P2 P3 P Wyświetl numery linii i punktów Display/Geometry Mesh Plot/Modify... Przycisk Line Depiction... Zaznacz Display Line Numbers Przycisk Point Depiction... Zaznacz Display Point Numbers 7. Pozostaw wartość domyślną określającą grubość powierzchni 1 Geometry/Surface/Thickness... Thikness 1 8. Zdefiniuj materiał o numerze 1 Model/Materials/Conduction/k-isotropic c-constant Wciśnij Add... Conductivity, k: 4 9. Zdefiniuj warunki brzegowe Podstawowy warunek brzegowy T=10 dla linii 2 Model/Loading/Apply... Load Type Temperature Define... Temperature Number 1 Magnitude 10 Load Number 1 Apply to Line Site # 2 Naturalny warunek brzegowy q n =-30 na linii 3 Model/Loading/Apply... Load Type Distributed Heat Flux Define.. Add... Distributed Heat Flux Number 2 Magnitude -30 Load Number 1 Apply to Line Site # Zdefiniuj intensywność generacji ciepła f=45 dla powierzchni 1 Model/Loading/Apply... Load Type: Internal Heat Przycisk Define... Add... Internal Heat Number 1 Magnitude 45 Load Number 1

4 4 Apply to Surface Site# Wyświetl warunki brzegowe Display/Load Plot/Use Default 12. Zdefiniuj grupę ES Meshing/Element Groups... Group Number: 1 Type: 2D Conduction Element Sub Type: Planar 13. Zdefiniuj gęstość siatki ES Meshing/Mesh Density/Surface... Method: Use Number of subdivision Number of Subdivision u=1 v=1 Surface Wygeneruj siatkę ES Meshing/Create Mesh/Surface... Element Group: 1 Nodal specification Number of Nodes per Element: 3 Surface Wyświetl numery węzłów i elementów Display/Geometry Mesh Plot/Modify... Przycisk Node Depiction Zaznacz Display Node Symbols Display Node Numbers Display/Geometry Mesh Plot/Modify... Przycisk Element Depiction Przycisk More>> Zaznacz Display Elemnt Symbols Display Element Number UWAGA Numery węzłów nie pokrywają się z numerami punktów, są generowane automatycznie węzeł 3 węzeł 4 elment 2 element 1 węzeł Zapisz model do pliku.idb (File/Save as...) węzeł 2

5 5 17. Uruchom proces obliczeń Solution/Data File/Run... Podaj nazwe pliku danych np. p1.dat dla solwera. Jeżeli brak komunikatu o błedzie Sprawdź zawartość pliku tekstowego p1.out Przejdź do modułu ADINA-PLOT 18. Otwórz plik pl.out N O D A L P O I N T T E M P E R A T U R E S NODE TEMPERATURE NODE TEMPERATURE NODE TEMPERATURE NODE TEMPERATURE E E E E+02 H E A T F L U X C A L C U L A T I O N S F O R E L E M E N T G R O U P 1 ( TWO-D CONDUCTION ) ( PLANAR ELEMENT ) ELEMENT INTEGRATION NUMBER POINT HEAT FLUX-Y HEAT FLUX-Z INR INS 1 (TRIANGLE) E E-08 2 (TRIANGLE) E E Przejdź do ADINA-PLOT i otwórz plik pl.por Wyświetl rozkład temperatury w postaci kolorowych pasm Display/Band Plot/Create Podziel model na 400 elementów skończonych W tym celu

6 6 Usuń starą siatkę ES Meshing/Delete Mesh... Delete Mesh from Surface Surface # 1 Zdefiniuj nową gęstość siatki Meshing/Mesh density/surface... Method: Use Number of subdivision Number of subdivision u=20 v=10 Surface # 1 Wygeneruj siatkę ES Meshing/Create Mesh/Surface Sprawdź liczbę węzłów i elementów Meshing/List F.E. Model Rozwiąż zadanie i porównaj wyniki.