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  Transient Thermal: lokal abkühlender Körper

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Gut zu wissen: Hilfreiche Tipps und Tricks aus der Praxis prägnant, und auf den Punkt gebracht für Ansys
Autor Thema:  Transient Thermal: lokal abkühlender Körper (1646 mal gelesen)
AtlasHalo
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erstellt am: 10. Nov. 2017 11:12    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Abbildung1.png


Abbildung2.png


Abbildung3.png

 
Hallo,

ich hatte bereits bei einem ähnlichen Thema um Hilfe gefragt, jedoch konnte man mir nicht zu der gewünschten Lösung verhelfen. Habe die letzte Woche damit verbracht das Problem schrittweise zu Debugger, jedoch bin ich nun letzten Endes noch verzweifelter als zuvor.
Folgendes Problem: Zwei quadratische Körper Baustahl sind miteinander verbunden. Bei dem oberen Körper wird eine interne Wärmegeneration angenommen. Dieser soll dann über die Zeit den unteren Körper erwärmen. Geometrie Abbildung 1. Analysesystem Abbildung 2. Wenn ich mir nun das Globale Minimum der Temperatur anschaue, so kühlt sich der untere Körper lokal ab. (Abbildung 3) Das Ereignis geht über 1 Sekunde und wird mit automatischer Schrittweitensteuerung analysiert.
Es macht meiner Meinung nach keinen Sinn, dass sich der Körper lokal unter Anfangstemperatur und Raumtemperatur abkühlt. Wo liegt bei mir der Denk und Analysefehler?

[Diese Nachricht wurde von AtlasHalo am 10. Nov. 2017 editiert.]

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wosch
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Rechne zuerst ein Problem nach, für das Du eine analytische Lösung kennst.

erstellt am: 10. Nov. 2017 19:28    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für AtlasHalo 10 Unities + Antwort hilfreich

Kann es sein, dass da die Anfangs- und Randbedingungen nicht ganz stimmen?

------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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AtlasHalo
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erstellt am: 12. Nov. 2017 17:48    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Anfangsbedingungen sind wie gesagt, Raum und Körpertemperatur auf 295 Kelvin eingestellt. Was Sie mit Randbedingungen meinen ist mir leider nicht ganz klar. Als anliegende Last ist nur die interne Wärmegeneration und die Konvektion angelegt. Wobei eine Konvektion von 1e-9 angenommen wird. Also quasi perfekt isoliert.

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wosch
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Rechne zuerst ein Problem nach, für das Du eine analytische Lösung kennst.

erstellt am: 13. Nov. 2017 08:43    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für AtlasHalo 10 Unities + Antwort hilfreich

Eine Abkühlung ließe nur erklären, wenn entweder ein negativer Wärmestrom oder eine geringe Umgebungstemperatur für die Konvektion programmiert wurde.
(Empfehlung: Konvektion weglassen, Kontakte zwischen beiden Körpern vermeiden, indem man sie vor der Vernetzung direkt verbindet.)

------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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AtlasHalo
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ANSYS Workbench 19

erstellt am: 13. Nov. 2017 10:45    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Auch wenn ich die Konvektion weglasse, erhalte ich das selbe Phänomen. Intern Wärmegeneration und Konvektion sind nicht mit negativen Raten eingestellt. Im Großen und Ganzen erwärmt sich der Körper auch. Der gezeigte Graph bezieht sich lediglich auf das globale Minimum. Dass es überhaupt stellen im Körper gibt, welche sich abkühlen macht für mich keinen Sinn. Wenn ich die Geometrie aus dem DesignModeller in Ansys importiere, liegt bereits ein Kontakrbereich vor, noch bevor man die beiden Körper vernetzt.

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Duke711
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erstellt am: 13. Nov. 2017 12:49    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für AtlasHalo 10 Unities + Antwort hilfreich

Das Problem sehe ich hier in der Überlappung. Zum einen hast Du jeden zweiten Knotenpunkt der Baugruppe verbunden. Zum anderen definierst Du aber zusätzlich einen Kontakt. Dieser automatisch erstellte Kontakt ist überflüssig und kann nachträglich z.B. über der entf. Taste gelöscht werden.
An Ansys liegt definitiv nicht das Problem für diesen "Fehler".

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AtlasHalo
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ANSYS Workbench 19

erstellt am: 13. Nov. 2017 12:54    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Habe diesen Ansatz auch schon verfolgt. Habe zum einen das Mesh verknüpft und dafür den Kontakt gelöscht, sowie den Kontakt aktiv gelassen und keine Mesh Verknüpfung durchgeführt. Beide Ergebnisse sind die Selben. Gleicher Verlauf und Größe der Absenkung.

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Duke711
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erstellt am: 13. Nov. 2017 12:59    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für AtlasHalo 10 Unities + Antwort hilfreich

Dann liegt es an der fehlerhaften node merge qroup.
Verbinde mal die Bauteile direkt, also ohne zusätzlichen Meshedit.

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AtlasHalo
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erstellt am: 13. Nov. 2017 13:01    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Das hatte ich ja bereits. Lediglich den Kontakt hergestellt und dann nur generate Mesh und dann lösen lassen. Selbes Ergebnis

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Dann lade doch einfach mal das Modell hoch

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AtlasHalo
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erstellt am: 13. Nov. 2017 13:17    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

So, hier jetzt mal meine Analysedaten als Link in meiner Dropbox.

https://www.dropbox.com/sh/jdrnmo7ma52su04/AABfi7HGAZLoajX25JpX3HNda?dl=0

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erstellt am: 13. Nov. 2017 15:02    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für AtlasHalo 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich bin nach Screenshoot von der Version 16.0 ausgegangen. Aber die Datei liegt in der Version 18.2 vor, die ich nicht öffnen kann (18.1).
Ich wünsche noch viel Erfolg.

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AtlasHalo
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erstellt am: 13. Nov. 2017 15:10    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Oh, habe jetzt eine neue Version (Version 16.0) noch einmal hinzugefügt.
test=version 16.0
transient=version 18.2

sollte dann funktionieren

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Duke711
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erstellt am: 13. Nov. 2017 20:29    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für AtlasHalo 10 Unities + Antwort hilfreich


Unbenannt.png

 
So schaut die "test-version" aus: Anhang

Das brauch ich mir gar nicht weiter anschauen, denn so kann das nicht funktionieren.

Da fehlt eine ganz wichtige Randbedingung: Konvektion. Ohne diese kann Ansys kein Zusammenhang zwischen der Inertialtemperatur und der Körpertemperatur herstellen. Deshalb kann somit ein negativer Temperaturverlauf nicht ausgeschlossen werden.
Ich habe auch mir noch mal das ursprüngliche Problem mit dem Knick im Temperaturverlauf angeschaut. Das lag an der zu geringen Netzdichte und somit an der zu unzureichenden Zeitschrittweite, die Ansys an der Kantenlänge des kleinsten Elements koppelt.
Aber das Zeitschrittweitenproblem wurde von Herrn Schätzling gleich zu Beginn genannt.

Also es ist definitiv kein Programmfehler.
Ich wünsche weiterhin gutes Gelingen.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 13. Nov. 2017 editiert.]

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AtlasHalo
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erstellt am: 14. Nov. 2017 13:39    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Wie bereits geschrieben, ändert die Konvektion nichts an meinem Problem. Ob ich nun eine Konvektionsbedingung habe oder nicht, die Temperatur sinkt weiterhin. Mit Konvektion sogar noch weiter. Habe ich nur die Konvektion anliegen ohne interne Wärmegeneration ändert sich natürlich nichts, da Umgebungs und Anfangstemperatur gleich sind. Die Mesh größe ändert nichts an meinem Problem und je kleiner die Schrittweite wird, desto größer wird der Temperatursturz. Habe alle Einstellung bereits geprüft und systematische variiert.

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wosch
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erstellt am: 14. Nov. 2017 14:11    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für AtlasHalo 10 Unities + Antwort hilfreich

Und wenn man zeitlich weiter rechnet, bis wohin geht die scheinbar linear abfallende Temperatur?
Und bis wohin geht die Maximaltemperatur in dieser Zeit?
------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

[Diese Nachricht wurde von wosch am 14. Nov. 2017 editiert.]

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AtlasHalo
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erstellt am: 14. Nov. 2017 14:19    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Dies nimmt immer weiter linear ab. So weit, dass auch negative Temperaturen angezeigt werden, was nun noch weniger Sinn macht. Dieses Phänomen herrscht so lange, wie eine externe thermale Last anliegt.

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wosch
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erstellt am: 14. Nov. 2017 14:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für AtlasHalo 10 Unities + Antwort hilfreich

Nun mal bitte noch die geometrischen Abmessungen von m in mm ändern.

------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Duke711
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erstellt am: 14. Nov. 2017 15:16    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für AtlasHalo 10 Unities + Antwort hilfreich

Herr Schätzing,

Sie verlieren wertvolle Zeit, denn das ganze Modell ist fehlerhaft:

Interner Wärmestrom auf einem Körper von 1* 10^9 W/m³
Lassen Sie den Herren es mit seiner Naivität weiter probieren und sich nicht an der Nase herum führen.

Das kann ja überhaupt nicht funktionieren, da spielt es auch keine Rolle ob fehlende Randbedingung oder nicht. Deshalb habe ich mir das auch nicht mehr weiter angeschaut.

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AtlasHalo
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erstellt am: 14. Nov. 2017 15:50    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Zitat:
Original erstellt von Duke711:
Herr Schätzing,

Sie verlieren wertvolle Zeit, denn das ganze Modell ist fehlerhaft:

Interner Wärmestrom auf einem Körper von 1* 10^9 W/m³
Lassen Sie den Herren es mit seiner Naivität weiter probieren und sich nicht an der Nase herum führen.

Das kann ja überhaupt nicht funktionieren, da spielt es auch keine Rolle ob fehlende Randbedingung oder nicht. Deshalb habe ich mir das auch nicht mehr weiter angeschaut.


Ich bitte doch drum hier etwas genauer zu Arbeiten. Die interne Wärmegeneration ist mit 10W/mm^3 angenommen. Aber das bestätigt auf jeden Fall, dass Sie es sich nicht genau angeschaut haben. Suche hier wirkliche Lösungen für mein Problem und keine halbherzigen Halbwahrheiten.

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