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Abkuehlen_Block_einfach_3.txt

Zum Wochenende eine Frage zum Thema "Themisch-Transiente-Berechnung", bzw. Vorüberlegungen.

Zunächst mal habe ich eine recht einfache Geometrie:
Quader aus Alu
Umgebung Luft
Starttemperatur Block 500°C
Umgebung 20°C
Nun soll der Alublock abkühlen. Ich bekomme auch eine "schöne" Temperaturkurve hin, aber irgendwas fehlt mir noch bei der Ankopplung der beiden Volumen, denn wenn ich mir noch vor der Berechnung die Temperaturverteilung anschaue, wird im Block eine Temperaturverteilung angezeigt von 20°C bis 500°C.     

Energieabgabe soll später konvektiv und über Strahlung erfolgen, da bin ich aber noch dran. Mich wundert eben, daß bereits ohne Berechnung der Block keine konstante Temperatur hat.

Die angehängte Datei ist auf die wesentlichen Bestandteile gekürzt.

catfishman

[edit]: Anhang geändert.

[Diese Nachricht wurde von catfishman am 11. Sep. 2009 editiert.]

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Hier ist Wärmeleitung modelliert worden. Realitätsnäher ist die Vorgabe einer Konvektion auf der Oberfläche des Blockes.
(Beim vorliegenden Modell sind die Knoten auf der Oberfläche des Blockes sowohl Bestandteil des Blockes als auch der umgebenden Luft. Die Reihenfolge der Vorgabe der Randbedingungen legt also fest, welche Temperatur sie bekommen.)

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Abkuehlen_Block_reine_Konvektion.txt

Vielen Dank!

Ich habe auch irgendwie den zweiten vor dem ersten Schritt gemacht. Ich möchte im weiteren Verlauf der Simulation zwar schon die Luft mit im Modell haben (eventuell ein Luftstrom), aber für den Anfang reicht ja auch der blanke Block. Also habe ich das jetzt mal umgeschrieben (nochmal nach Konsultation von FEM für Praktiker Band 3). Ich erhalte wieder einen einigermaßen passenden Verlauf (qualitativ), jedoch wenn ich den Temperaturverlauf (Block zu einem best. Zeitpunkt) anzeigen lasse, ergibt sich wieder ein einheitliches Bild der Temperaturverteilung, das irritiert mich ein wenig. Die Anzeige der Wärmestrondichte bestätigt dies aber. Wenn ich die Paramter wie Leitfähigkeit und Übergangskoeffizient stark variiere kommen auch höhere Temperaturverteilungen raus, aber die sind doch eigentlich richtig gewählt.

catfishman

[edit:]Räschtschraibunk korrigiert.

[Diese Nachricht wurde von catfishman am 15. Sep. 2009 editiert.]

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Ja, das wird wohl so sein, wenn ein gut wärmeleitfähiger Block in ruhender Luft liegt, dass er im Inneren keine großen Temperaturunterschiede hat.
(Testweise, um zu sehen, dass alles richtig programmiert wurde, kann man ja mal die Wärmeübergangszahl auf 1000 (Wasserkühlung) setzen.)

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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2009-09-21Abkuehlen_Block_forum2.txt

Danke!

Das hat soweit jetzt funktioniert. Bei der Erweiterung des Modelles bin ich nun and dem Punkt, daß ich mehrere Volumenkörper (bisher 2) habe. Diese liegen aneinander (flächiger Kontakt) und besitzen aber auch beide surf152 Oberflächenelemente, da ich gerne die Konvektion mit drin hätte.

Jetzt hänge ich mich glaube ich an den keyopt 5, 8 und 9 auf.
Also 5: Extra node for radiation and/or convection....
steht auf "1" (optional if KEYOPT (8)>1, required if KEYOPT (9)>0)

Bei 8 liegt wohl der Knackpunkt, da dort entweder Wärmeleitung oder Konvektion ausgewählt werden kann. Hätte aber gerne beides, liegt wohl daran, daß ich zu wenige Gleichungen für zu viele Unbekannte habe?!

Für KEYOPT 9 erhalte ich noch eine Warnung, "Real constant 1 referenced by at least element types 101 and 102."
Zuweisung erfolgte so: R,101,1.0,5.67e-8 ; wobei vorher et,101,surf152 (gleiches für et,102,surf152); R für Stefan-Boltzmann-Konstante.
Ich kann jetzt nicht direkt etwas mit der Warnmeldung anfangen.

Stelle ich nun KEYOPT 8 = 1 wird dennoch keine Wärme von Körper 1 in Körper 2 übertagen. Im Prinzip hatte ich das Problem bereits, wenn ich im dem ersten Beispiel oben einfach die Geometrie des 2. Körpers umgestellt habe. Also einfach nur das (vormals) Luftvolumen an nur einer Seite des Blocks angelegt habe.

Grundsätzlich: Kann ich Konvektion, Konduktion und Strahlung (ohne Umgebungsvolumen) in einer Simulation umsetzen?
Kann ich es auch mit einem Umgebungsvolumen modellieren (da später eventuell noch ein Luftstrom kühlen soll)?

Danke!

catfishman

[Diese Nachricht wurde von catfishman am 21. Sep. 2009 editiert.]

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