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ThermischerWürfel.txt

Hallo,
ich habe seit geraumer Zeit ein Problem mit einer thermischen transienten Analyse. Ich habe zur Fehleranalyse im Solution-Teil ein einfaches Würfelmodell entwickelt mit folgenden Randbedingungen:

- die Rückseite des Würfels (Area 1) kann sich nicht in z-Richtung verschieben

- Lastfall 1+2: Wärmeeintrag (HFLUX) auf die Vorderseite des Würfels (Area 2); alle anderen Flächen geben die Wärme durch Konvektion an die Umgebung ab

- Lastfall 3: kein Wärmeeintrag mehr auf Area 2, alle Flächen (auch Area 2) geben die Wärme durch Konvektion ab

- Lastfall 4: siehe Lastfall 1+2

- Lastfall 5: siehe Lastfall 3

Das sollte eigentlich kein Problem sein, aber da ich blutiger Anfänger bin, funktioniert das leider nicht: im Lastfall 4 fließt ja noch einmal Wärme in den Würfel, aber der Temperatur-Zeit-Verlauf zeigt keinen weiteren Wärmeeintrag nach Lastfall 1+2 an. Zudem kommt eine Warnung, dass die Konvektion den Wärmeeintrag (HFLUX) an irgendeiner Stelle überschreibt. Offenbar liegt also ein Fehler beim Löschen der Belastungen zwischen den Lastfällen vor oder eine Flächen und deren Knoten werden nicht korrekt ausgewählt. Ich kann den Fehler aber leider nicht finden. Hat jemand einen Rat?
Ich bin für jede Hilfe sehr dankbar!!!!

Anmerkung: das Modell ist wirklich sehr einfach und die angenommenen Zeiten unrealistisch - es ist nur ein Modell zur Fehleranalyse!!!! Ich denke, dafür sollte es ausreichen.

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Der Quelletxt ist für mich nicht zu öffnen!

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ThermischerWürfel.txt

So, ich hoffe, nun geht es. Ich habe mittlerweile auch schon herausgefunden, dass ein Anhängen von LSCLEAR nach jedem LSWRITE einen abgestuften Temperatur-Zeit-Verlauf erzeugt. Leider geht die Temperatur im Lastschritt 5 nicht wieder runter...
Sollte es mit dem Öffnen immer noch Probleme geben, bitte nochmal melden!

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Ich glaube, der Anhang geht immer noch nicht zu öffnen, daher der Quellcode mal im Text:

/CLEAR,START
!Bremsscheibe

/FILENAME,ThermischerWuerfel
/TITLE,ThermischerWuerfel

/prep7
*afun,deg
!*
/UNITS,SI

/VIEW,1,1,1,1

csys,0

et,1,solid98,0

R,

BTOL,

BLOCK,0,1,0,1,0,1

MP,KXX,1,37.5          !Wärmeleitfähigkeit [W/m*K]
MP,DENS,1,7.1e3        !Dichte [kg/m^3]
MP,C,1,577            !Wärmekapazität [J/kg*K]
MP,EX,1,1.2e11        !E-Modul [Pa]
MP,NUXY,1,0.3          !Querkontratktionszahl
MP,ALPX,1,11e-6        !Wärmeausdehnung [1/K]

VMESH,all

SAVE

/SOLU

/NERR,,99999999,        !nach 99,999,999 Warnungen Programmabbruch

!!!!!!!!RANDBEDINGUNGEN

!********EINSPANNUNGEN/LAGERUNGEN**************

!Würfelfläche ist hinten fest eingespannt

ALLSEL
ASEL,S,,,1
NSLA,R,1
D,ALL,uz,0            !Festhalten der ausgewählten Fläche in z-Richtung

!*******BELASTUNGEN*******

!Es müssen folgende Belastungen berücksichtigt werden:

!1.Wärmeeintrag mit Wärmestromdichte durch Reibung
!2.Konvektion mit Wärmeübergangskoeffizienten

/UNITS,SI

!1. WÄRMEEINTRAG durch Reibung

!Wärmestromdichte

!qp=(J*omega*omega)/(A*ta)
qp=1175798909

!2.KONVEKTION

!Berechnung des Wärmekoeffizienten schwierig, daher Wert von Marko übernommen und kontrolliert; in W*K/m^2

K=70 

ANTYPE,4            !Festlegung transienter Berechnung (zeitveränderlich)

TRNOPT,FULL,        !Vollständige transiente Methode festlegen

TUNIF,273+100        !Einheitliche Starttemperatur bei 100°C, in Kelvin

!TINTP,,,,1.0        !Integrationsparameter für Temperaturfeldberechnungen vorgeben; 1.0 wegen plötzlichen Änderungen

!Lastfall 1 (1. Bremsung); START

allsel

ASEL,S,,,2              !Auswahl der Außenfläche (Reibfläche)
NSLA,R,1                !Auswahl der dazugehörigen Knoten
SF,all,HFLUX,qp        !Aufbringen der Reibungswärme

                        !Hinweis: mit gewähltem Elementtyp können nicht HFLUX und CONV an einer Fläche gleichzeitig wirken!
ALLSEL                  !Wähle zunächst alle Flächen aus für KOnvektion
                        !Lösche nun alle Flächen, an denen keine Konvektion stattfindet

ASEL,U,,,2              !Entferne Fläche 2 (Reibfläche) da hier bereits Wärmeeintrag

NSLA,R,1                !Wähle Knoten zu übrig gebliebenen Flächen an

!SFDELE,all,all 

SF,all,CONV,K,293      !Zulassen der Konvektion an allen anderen Flächen des Modells

allsel
 
/PSF,HFLUX,3,,ON

Time,1e-6              !enstpricht Startzeit
AUTOTS,ON              !automatische Schrittweitenregelung einstellen
NSUBST,1,              !Anzahl der Substeps
KBC,1                  !sprungförmige Lastaufbringung für transiente Analysen

ALLSEL

OUTRES,ALL,ALL        !Speicherplatz für Zwischenwerte vorgeben
LSWRITE,1              !Schreiben des ersten Lastschritts
LSCLEAR,ALL

!Lastfall 2 (1. Bremsung)

Time,4                !enstpricht ta (Bremszeit) in s
AUTOTS,ON              !automatische Schrittweitenregelung einstellen
NSUBST,1,              !Anzahl der Substeps
KBC,1                  !sprungförmige Lastaufbringung für transiente Analysen

ALLSEL

OUTRES,ALL,ALL        !Speicherplatz für Zwischenwerte vorgeben
LSWRITE,2              !Schreiben des ersten Lastschritts
LSCLEAR,ALL

!Lastfall 3 (1. Abkühlen)

ALLSEL                !Wähle zunächst alle Flächen aus für KOnvektion
                     
NSLA,R,1              !Wähle Knoten zu ausgewählten Flächen aus

SFDELE,ALL,ALL

SF,all,CONV,K,293      !Konvektion an allen Flächen

ALLSEL

Time,10                !entspricht der Abkühlzeit
AUTOTS,ON            !automatische Schrittweitenregelung einstellen
NSUBST,1,            !Anzahl der Substeps
KBC,1                !sprungförmige Lastaufbringung für transiente Analysen

OUTRES,ALL,ALL        !Speicherplatz für Zwischenwerte vorgeben
LSWRITE,3            !Schreiben des zweiten Lastschritts
LSCLEAR,ALL

!Lastfall 4 (2. Bremsung); äqivalent zur ersten Bremsung

allsel

ASEL,S,,,2            !Auswahl der Außenfläche (Reibfläche)
NSLA,R,1              !Auswahl der dazugehörigen Knoten

SFDELE,ALL,ALL

SF,all,HFLUX,qp        !Aufbringen der Reibungswärme

                        !Hinweis: mit gewähltem Elementtyp können nicht HFLUX und CONV an einer Fläche gleichzeitig wirken!
ALLSEL                  !Wähle zunächst alle Flächen aus für KOnvektion

                        !Lösche nun alle Flächen, an denen keine Konvektion stattfindet

ASEL,U,,,2              !Entferne Fläche 2 (Reibfläche) da hier bereits Wärmeeintrag

NSLA,R,1                !Wähle Knoten zu übrig gebliebenen Flächen an

SFDELE,ALL,ALL 

SF,all,CONV,K,293      !Zulassen der Konvektion an allen anderen Flächen des Modells

ALLSEL

/PSF,HFLUX,3,,ON

Time,14                  !enstpricht ta (Bremszeit) in s
AUTOTS,ON              !automatische Schrittweitenregelung einstellen
NSUBST,1,              !Anzahl der Substeps
KBC,1                  !sprungförmige Lastaufbringung für transiente Analysen

OUTRES,ALL,ALL        !Speicherplatz für Zwischenwerte vorgeben
LSWRITE,4              !Schreiben des ersten Lastschritts
LSCLEAR,ALL

!Lastfall 5 (2. Abkühlen)

ALLSEL                !Wähle zunächst alle Flächen aus für KOnvektion

NSLA,R,1              !Wähle Knoten zu übrig gebliebenen Flächen an

SFDELE,ALL,ALL

SF,all,CONV,K,293  !Konvektion an allen Flächen

ALLSEL

Time,20              !entspricht Abkühlzeit
AUTOTS,ON            !automatische Schrittweitenregelung einstellen
NSUBST,1,            !Anzahl der Substeps
KBC,1                !sprungförmige Lastaufbringung für transiente Analysen

OUTRES,ALL,ALL      !Speicherplatz für Zwischenwerte vorgeben
LSWRITE,5            !Schreiben des zweiten Lastschritts
LSCLEAR,ALL

SAVE

!/OUTPUT

ALLSEL

LSSOLVE,1,5            !Initiieren der Berechnung für mehrere Lastschritte (Lastfall 1-4)

FINISH

/POST26

NSOL,2,23,temp      !Variable 2=Temperatur am Knoten 23 (beliebig),
PLVAR,2

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Thermischer_Quader.txt

Es ist sehr sinnvoll, solche Untersuchungen zuerst an einer einfachen, leicht überschaubaren Geometrie zu machen.
Wie ich die Aufgabe angehen würde, zeigt die Datei im Anhang.

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