fini $ /clear !/filn,bremsscheibe ! modifiziert fuer Gegenprobe, an den Aussenseiten, wo der Waermeeintrag durch die Bremsleistung erfolgt, die Konvektion ! zur Umgebung entfernen, dann vergleichen ob identische Werte bei der Temperatur ! ! 23-Aug-2006 sgl Modifikation gekennzeichnet mit !%! ! /inp,bremsscheibe,apdl /PREP7 ET,1,PLANE55 KEYOPT,1,3,1 ! axisymmetric ET,2,SURF151 KEYOPT,2,3,1 ! Element behaviour axisymmetric KEYOPT,2,4,1 ! No midside-node KEYOPT,2,8,1 ! include heat-flux, ignore convection MP,KXX,1,40 MP,C,1,500 MP,DENS,1,7800 ! Material 2 fuer Spalt in Bremsscheibe MP,KXX,2,8 ! Waermeleitfaehigkeit in x-Richtung 8 W/m*K MP,KYY,2,8 ! Waermeleitfaehigkeit in y-Richtung MP,KZZ,2,1e-6 ! Waermeleitfaehigkeit in z-Richtung 0 W/m*K MP,C,2,100 MP,DENS,2,7800 ! MPLIST K,1,0.10,0.0 K,2,0.19,0.0 KGEN,4,1,2,1,0,0.01 K,9,0.07,0.01 K,10,0.07,0.04 K,11,0.02,0.04 K,12,0.02,0.05 K,13,0.08,0.05 K,14,0.08,0.02 A,1,2,4,3 A,3,4,6,5 A,5,6,8,7 A,3,9,10,11,12,13,14,5 ASEL,S,,,2 ! Flaeche 2 die Eigenschaften von 2 zuweisen AATT,2 ALLS ESIZE,0.005 AMESH,ALL /ANG,,90 EPLOT /PNUM,MAT,1 EPLOT LSEL,S,,,1 !Aussenlinie waehlen, rechte Seite LSEL,A,,,9 !Aussenlinie -"-, linke Seite NSLL,S,1 nsel,r,loc,x,0.11,0.18 ! Knotenauswahl einschraenken cm,bremswaerme_nodes,nodes !%! Knoten fuer Bremswaerme in Komponente speichern type,2 esurf !mit Elementtyp 2 (SURF151) vernetzen (gewaehlte Knoten und Elemente), !fuer den Waermeeintrag durch Bremskloetzer auf Scheibe alls /solu antype,trans autots,on outres,all,all tintp,,,,1.0 timint,off time,1e-6 !==================== Lastschritt 1, Ausgangszustand ============================================= nsel,s,ext ! waehle alle externen knoten !cmsel,u,bremswaerme_nodes !%! die knoten abziehen,die mit bremswaerme (hflux) beaufschlagt werden sf,all,conv,500,20 ! Konvektion zur Umgebung mit alpha = 500 W/(m^2*K) sowie 20 Grad C auf Knoten lsel,s,,,3,6,3 ! beide innere Linien im Bereich der Luftschlitze nsll,s,1 ! waehle Knoten, die zu diesen Linien gehoeren inklusive Endknoten esel,s,mat,,2 ! waehle Elemente, die das Material 2 haben (Luftspalt) !nsle,s,1 ! waehle Knoten, die zu diesen Elementen gehoeren - deaktiviert, da im Lastschritt 3 dies nicht getan wurde und somit !allsel,below,node ! - theoretisch ein Bereich mit Konvektion alpha=1000 stehen bleibt ! - daraus resultierender Fehler jedoch sehr gering sf,all,conv,1000,20 !film coefficient, bulk temperature, Last auf Knoten alls /psf,conv,hf,1 nplot !esel,s,type,,2 ! waehle Elemente, die den Elementtyp 2 haben (SURF 151) !sfe,all,,hflux,,0 ! waermestrom auf 0 setzen -> Fehler "Element 153 face 1 has convection applied. This Element heat flux will override the convection." !%! der waermestrom muss nicht auf 0 gesetzt werden, da noch nichts vorhergehend definiert war - also !%! eigentlich nicht notwendig alls /psf,hflux,,1 nplot solve !==================== Lastschritt 2, Waermeintrag durch Bremsvorgang ============================================= timint,on time,10 deltim,0.03,0.01,1.0 esel,s,type,,2 sfe,all,,hflux,,2.e6 ! bringt fehlermeldung, dass die vorher definierte konvektion ueberschrieben wird ! bezueglich des modellverstaendnisses ist das (fast) richtig -> dort wo waerme eingeleitet wird ! kann prinzipiell keine konvektion stattfinden ! jedoch: die bremsscheibe bekommt im Bereich der Backen Waerme eingeleitet, die nicht von den Backen ! abgedeckten Bereiche koennen prinzipiell an die Umgebung Waerme abgeben ueber Konvektion ! 23-Aug-2006 die Gegenprobe zeigt, dass die im Lastschritt 1 definierte Konvektion auf die SURF151 und ! die PLANE55 Elemente aufgetragen wird (da durch SF,..,CONV,... Knoten angesprochen werden) ! mit HFLUX wird die CONV der SURF151 ueberschrieben, aber nicht die CONV der PLANE55 ! damit ist das Verhalten richtig modelliert allsel kbc,1 solve !==================== Lastschritt 3, Stillstand der Scheibe, Abkuehlvorgang ===================================== time,100 deltim,0.2,0.1,2.0 !test I! !allsel !esel,s,type,,2 !sfe,all,,hflux,,2.e6 !Tmax 15s: 448.868 Grad Celsius ! allsel $ /psf,hflux,,1 $ /shrink,0.3 $ eplot nsel,s,ext ! Konvektion im Stillstand an der gesamten Aussenseite sf,all,conv,100,20 ! ueberschreibt den im vorhergehenden Lastschritt definierten Waermestrom (2.e6), damit ist prinzipiell ein ! Loeschen des Waermestroms nicht notwendig lsel,s,,,3,6,3 nsll,s,1 esel,s,mat,,2 sf,all,conv,100,20 ! esel,s,type,,2 ! sfe,all,,hflux,,0 ! "Nullsetzen" nicht notwendig, da die Konvektion mit SF,all,conv bereits die Waermestroeme ! aus dem vorhergehenden Lastschritt "ueberschreibt" !test II! !esel,s,type,,2 !sfe,all,,hflux,,2.e6 !Tmax 15s: 833.422 Grad Celsius allsel solve /post1 set,,,,,15 $ /contour,,,20,,500 $ plnsol,temp /EOF ! ================== Auswertung ================================================================================= ! Originalskript -> nach 10 sek T_max ca. 572.82 Grad Celsius ! -> nach 15 sek T_max ca. 400.96 Grad Celsius ! wenn Knoten des Waermeintrages fuer Konvektion mit alpha=500 abgewaehlt werden -> nach 10 sek T_max ca. 636.29 Grad Celsius ! -> nach 15 sek T_max ca. 440.41 Grad Celsius ! Dies bedeutet, dass obwohl Warnung Ansys fuer die PLANE55 Elemente sehr wohl Konvektion beruecksichtigt. Die Warnung ! bezieht sich eher auf die SURF151-Elemente, die die selben Knoten wie die PLANE55-Elemente benutzen und dadurch der SF,..,CONV,... ! Befehl auf die Knoten der SURF151 wirkt. Trotzdem wird explizit die Konvektion bei den SURF151 durch Keyopt ausgeschaltet. ! Die Warnung sagt demzufolge nur, dass der eingepraegte Waermestrom die vorher definierte Konvektion ueberschreibt. Dies ! bedeutet aber auch, dass es wichtig ist, in welcher Reihenfolge die Randbedingungen und Lasten aufgepraegt werden. ! ! Eine mit SF,...,CONV aufgepraegte konvektive Randbedingung auf Knoten eines SURF151-Elementes ueberschreibt die vorher ! vorhandenen HFLUX-(Waermestrom)-Lasten. Wird die Waermestromlast mit SFE,...,HFLUX nach Festlegen der konvektiven Randbedingung ! (mit SF,...,CONV,...) auf die SURF-Elemente aufgebracht, so ueberschreibt sie ihrerseits nicht die konvektive Randbedingung. ! ! Unklar ist (siehe Test I und II): wird im Lastschritt 3 vor der konvektiven Last ein Waermestrom (HFLUX) eingepraegt, der dann ! durch die konvektive Randbedingung "ueberschrieben" wird, aendert sich trotzdem die Loesung - das Bauteil ist ca. 8 Grad Celsius ! waermer nach 15 s. Heisst das, dass der Waermestrom (HFLUX) nicht "vollstaendig" ueberschrieben wird?