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Hallo!

Ich moechte die Temperaturverteilung eines Koerpers aufgrund von Waermestrahlung simulieren. Als ersten Schritt habe ich dazu ein einfaches Umgebungsmodell modelliert. Die Erde und der Himmel werden jeweils durch eine quadratische Flaeche und der Koerper als zwischen den Flaechen liegender Wuerfel simuliert.Vernetzt habe ich alle Flaechen (der Wuerfel besteht auch nur aus den Seitenflaechen) mit SHELL57 Elementen, der Himmel hat eine Temperatur von -60 Grad, die Erde eine Temperatur von 20 Grad, der Space Node besitzt die Temperatur der Erde und die Emissivitaeten sind auf Eins gesetzt. Die Flaechen des Wuerfels sind seperat modelliert worden, damit sich der Temperaturverlauf rein aus der Strahlung ergibt. Die Berechnung erfolgt mit der Matrix-Methode.

Jetzt habe ich das Problem, dass sich bei kleinen Aenderungen der Kantenlaenge des Himmels oder der Erde die Temperaturen, im speziellen die Temperaturverlaeufe der Seitenflaechen des Wuerfels sehr stark aendern. Ich bekomme teilweise komplett gespiegelte Temperaturverlaeufe auf den Seitenflaechen (oben  warm und unten kalt). 
Habe schon viel versucht, aber bisher leider vergebens ... 
Wenn mir jemand helfen koennte, waere ich sehr dankbar!

Gruss,  Marc

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wenn ich das im Moment richtig wiedergebe: SHELL57 dient unter AUX12 der Definition der Radiationsflaeche auf einem SOLIDxx Element basierten 3D Model, welches die Hitze empfaengt/bereitstellt - d.h. dient nicht als das eigentliche thermische Element - SHELL57 wird  auf die fuer Strahlungseffekt vorgesehene Flaeche der therm. SOLIDxx gelegt mittels ESURF, vor SOLVE deselektiert oder geloescht (Information bleibt in Strahlungsmatrix konserviert).

Bei -60 Grad Himmel, 20 Grad Erde wird nichts strahlen (ausser marginale Werte Erde an Himmel, an 'Wuerfel'  falls dieser niedrigere Ausgangs T als Erde hat, und an Spacenode besonders wenn dieser mit T= etwa null Kelvin belegt ist. Die Radiation kommt normalerweise von Sonne (tausende Grad) Richtung Erde/Wuerfel, ggf mit Reflexionen.

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Gruss,
Frank Exius
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Vielen Dank für den Beitrag!

Es ist richtig, dass man die SHELL57-Elemente zur Strahlungserzeugung auf die Oberfläche eines Solid-Elementes legen kann. Allerdings kann die Wärmeleitung - wie in meinem Fall - auch durch die SHELL57-Elemente simuliert werden. Die Elemente dürfen in diesem Fall natürlich nicht nach der Strahlungsberechnung gelöscht werden.

Da die Elemente des Würfels mit keiner Temperatur beaufschlagt sind, stellt sich durch die Wärmestrahlung (und die gibt es) eine mittlere Temperatur ein die zwischen -60 und +20 Grad liegt.

Ich bin mittlerweile der Meinung, dass sich die Ungenauigkeiten aus der Matrix-Methode ergeben. Ich werde versuchen mein Modell mit der Radiocity-Methode zu berechnen. Hat da jemand vielleicht schon Erfahrung? Bin für jeden Tipp dankbar!

Gruß,  Marc

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War, das SHELL57 immer Konduktion bereitstellt.

Unter AUX12 jedoch, ist SHELL57 soweit ich mich entsinne, nicht fuer sich alleine zur Strahlungsdefinition (und daraus resultierende Kommunikation mit anderen Strahlungsflaechen) geeignet - ich wuerde  dickwandige Wuerfelflaeche aus SOLIDxx, belegt mit SHELL57 vorschlagen.

Bei der Radiosity Methode ist SHELL57 Element selbst/direkt fuer Strahlungslast/Effekt (und daraus resultierende Kommunikation mit anderen Strahlungsflaechen) vorgesehen.

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Gruss,
Frank Exius
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Danke für den Tipp!

Ich werde die Modellierung mittels SOLIDxx Elementen ausprobieren!
Bei meinem Umgebungsmodell wollte ich die Kopplung der einzelnen Oberflächen durch Wärmeleitung vermeiden, um den Temperaturverlauf der sich allein durch die Wärmestrahlung ergibt zu berechnen.

Gibt es Literatur, oder Seiten im Internet über die Radiosity Methode, die über die Informationen der Ansys Hilfe hinausgehen? Ich kann leider nichts entsprechendes finden.

Gruß, Marc

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es gibt seitens ANSYS noch eine Reihe von 'Training Courses' d.h. Seminarunterlagen die auch ohne Besuch Seminar kaeuflich erworben werden koennen. Wuerde mich aber anhand der Dokumentation vorarbeiten.

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Gruss,
Frank Exius
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Die ANSYS Hilfe ist ja nicht gerade sehr ausführlich, was die Radiosity Methode angeht. Trotzdem habe ich mein Modell nach einiger Zeit zum Laufen gebracht. Allerdings hätte ich da noch einige Fragen:

1. Ich war der Meinung, dass die Strahlung - wie bei der Matrix Methode - in Richtung der positiven z-Koordinate des Elementkoordinatensystems erfolgt, aber da hatte ich mich wohl getäuscht. Die Strahlung erfolgt bei mir genau entgegengesetzt, oder lässt sich die Strahlungsrichtung irgendwie beeinflussen?

2. Mit dem Befehl HEMIOPT - der default auf 10 gesetzt ist - lässt sich die Genauigkeit der Rechnung verbessern. Gibt es nach oben hin eine Begrenzung?

Ich bin sehr froh, in Ihnen jemanden gefunden zu haben, der sich mit der Strahlungsberechnung unter ANSYS auskennt. Die Nutzung scheint nicht allzu verbreitet zu sein, da es keine Literatur und auch keine Informationen im Internet gibt. Vielen Dank nochmal für Ihre Informationen!

Gruß, Marc

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shelll57.zip

Radiosity Lasten
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fuer PLANExx SOLIDxx mittels SF SFA SFE SFL aufgeben als positiver Wert. Mit gleicher 'Enclosure Number' fuer Flaechen die zueinander strahlen.
Bei Strahlung zwischen SHELL57 darauf achten das korrekte Oberflaeche mit Strahlungslast belegt wird

Auszug Element Manual 80

Surface Loads
... Radiation (using Lab = RDSF) --
face 1 (I-J-K-L) (bottom, -Z side), face 2 (I-J-K-L) (top, +Z side), 
face 3 (J-I), face 4 (K-J), face 5 (L-K), face 6 (I-L)

'face' - siehe Element Manual SHELL57, beigefuegter ScreenCapture

Bei Zweifel zu aktueller Orientierung Elementkoordinatensystem, mittels /PSYMB,ESYS,1 und EPLOT sichtbar machen -
damit ueberpruefbar ob Last auf korrekter, gewollter SHELL-Oberflaeche liegt.

HEMIOPT
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wuerde tendenziell den 'default' Wert belassen, bei moderater nicht zu grober Elementdichte - wenn das Model steht kann man eine Konvergenzstudie gegen Literaturwert machen um Praezisionsgewinn gegen zus. Rechenzeiten zu betrachten.

Nutzung nicht weit verbreitet
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kommt auf Produktbereich an. Generell stimmt's aber, da Radiation erst ab gewissen Temperaturendifferenzen (im terrestrischen Bereich 'irdischer' industrieller Produktentwicklung, Anwendungen) relevant wird.

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Gruss,
Frank Exius
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Hallo!

Mein letzter Beitrag ist zwar schon eine Weile her, aber jetzt habe ich doch wieder einige Probleme  :-(

Ich habe ein Modell, dass Konduktion, Konvektion und Strahlung simuliert. Die Strahlungsberechnung erfolgt mit Hilfe der Radiosity Methode. Das Modell ist mittlerweile recht groß geworden (ca. 100000 Elemente). Die Berechnung der view factors dauert etwa zwei Stunden, danach schreibt Ansys die Datei file.vf und dabei stürzt das Programm ab.
Fehlermeldung: get_vf_row(), error: enclosure 0, row 48592
                          decompression yielded 10328 bytes
                          when there should be 194392
Hat jemand eine Idee, woran das liegen könnte? Das Modell müsste eigentlich richtig sein, denn wenn ich Elemente für die Strahlungsberechnung ausblende funktioniert die Rechnung.

Noch eine zweite Frage: Mein Modell besteht aus SHELL57 Elementen, die Konduktion und Strahlung berechnen und aus überlagerten SURF152 Elementen, die der Konvektionsberechnung dienen. Mein space node besitzt eine Temperatur von 20°C und die bulk temperature für die Konvektion liegt ebenfalls bei 20°C. Für Flächen, die lediglich durch die Umgebungsstrahlung und die Konvektion beeinflusst werden, ergibt sich eine Temperatur, die um 0,3°C über 20°C liegt.
Hat jemand schonmal ähnliche Probleme gehabt?

Vielen Dank im Voraus!
Gruß, Marc

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