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Hallo Leute,

ich bin neu hier, heiße Lukas bin 24 Jahre alt, studiere Fahrzeug- und Motorentechnik und arbeite zur Zeit an meiner Bachelorarbeit.
Da ich in meiner Bachelorarbeit auch eine numerische Wärmesimulation machen möchte, hoffe ich hier auf etwas Hilfe zum Thema Heat transfer mit Abaqus. Die Simulation soll hierbei meine realen Versuche möglichst genau abbilden.

Zur Problemstellung: ich möchte den Temperaturverlauf in einem senkrechten Zylinder aus Aluminium der sich mit seinem unteren Teil in einem heißen Silikonöl-Bad befindet simulieren, um mit der Simulation in verschiedenen Querschnitten die Temperaturen bestimmen zu können. Das ganze sieht vereinfach in etwa so aus:

im heißen Bad strömt Wärme in das Bauteil, weiter oben gibt der heiße Zylinder Wärme durch Konvektion und Strahlung an die Umgebung ab.

Jetzt meine Fragen hierzu:

1.) Ich kann in meinem realen Versuch durch Messungen nur Temperaturen bestimmen. Bei der Simulation benötigt man aber als "Load" eine Belastung in Form eines Wärmestroms. Gibt es eine Möglichkeit das zu Umgehen indem man das Programm den Wärmestrom selber rechnen lässt, indem man nur die Temperaturen vorgibt?

2.) Was bedeutet die "Sink Temperature" bei der Eingabe der Werte für die Konvektion? Ist das die Umgebungstemperatur?

Ich hoffe ihr könnt mir hier etwas weiterhelfen!

Mfg Lukas

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Wenn du als Randbedingungen an bestimmten Stellen (z.B. an der Außen- oder Innenoberfläche) in deinem Modell Temperaturen aufbringst, berechnet er die Wärmeströme und die Temperaturen in den anderen Bereichen des Modells. Du benötigst nicht unbedingt eine Load. So kannst du aber nicht die Wärmeströme bestimmen, die von außen in dein Modell gelangen. Für die natürliche Konvektion würde ich eine Überschlagsberechnung machen. Wie man das macht, findest du im VDI-Wärmeatlas oder in Baehr/Stephan "Wärme- und Stoffübertragung". So könntest du die Wärmeströme zumindest abschätzen.

Ja, die Sink Temperature wäre die Umgebungstemperatur bei der Konvektion bzw. die Temperatur des Öls, denn diese Wärme gelangt wohl auch überwiegend durch freie Konvektion in den Zylinder.

[Diese Nachricht wurde von Sebastian M. am 23. Jul. 2013 editiert.]

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Danke das hat mir schonmal weitergeholfen!

Die Wärmeströme brauche ich dann eigentlich nicht, ich dachte die Simulation wird sonst gar nicht laufen. Es interessieren mich eigentlich nur die Temperaturen an bestimmten Stellen im Bauteil.

Am genauesten wird die Simulation dann doch werden, wenn ich wirklich nur die Oberflächentemperaturen als Randbedingungen einspeiße, denn dann sind ja keine Werte dabei die ich überschlägig selbst berechnet habe, liege ich da richtig?

Kann man eigentlich die Legende bei der Visualisierung der Ergebnisse etwas größer machen? Finde sie schon recht klein geraten

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Legende: Viewport -> Viewport Annotation Options

Bei Baehr/Stephan (wahrscheinlich auch im Wärmeatlas) gibt es eine Gleichung, um im stationären Zustand bei einem Hohlzylinder den radialen Temperaturverlauf zu berechnen, wenn Innen- und Außentemperatur bekannt sind. Das könnte zum Vergleichen hilfreich sein.

[Diese Nachricht wurde von Sebastian M. am 24. Jul. 2013 editiert.]

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Gibt es eigentlich die Möglichkeit, die Genauigkeit der Simulation zu erhöhen? Bei meinen bisherigen Simulationen gab es immer nur 12 Farben (=12 unterschiedliche Temperaturen)die im Bauteil angezeigt werden.Die Temperaturabstufung ist schon sehr grob.
Das kommt der Realität ja leider noch nicht sehr nahe..

ich würde gerne mit etwas höherer Genauigkeit sagen können welche Temperatur auf welcher Höhe im Zylinder herrscht.. geht das irgendwie?

Bisher kam immer etwas in dieser Richtung raus:

[Diese Nachricht wurde von falkenhorst am 25. Jul. 2013 editiert.]

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Im Viewer bzw. wenn du eine ODB-Datei geöffnet hast: Options -> Contour...

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Super, danke für die schnelle Antwort

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Jetzt hätte ich nochmal eine Frage:
Ich hatte die Idee die Flüssigkeit als eigenen Körper zu modellieren, und ihm die Stoffeigenschaften vom Öl zu geben. Dieser Körper umschließt nun meinen Zylinder und steht somit für die Flüssigkeit in die der Zylinder getaucht ist.

Bei der Erstellung des Oberflächen-Kontakts stellt sich mir nun die Frage:

Wo liegt eigentlich der Unterschied zwischen Tie Contact und einer Interaction definiert als Surface-to-Surface Contact?

Und welche Leitfähigkeit (Conductance) ist im Bild unten gemeint? Ist das der k-Wert des Wärmedurchgangs ?

Grüße

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Um zu sagen welche Temperatur in welcher Höhe vorliegt würde ich empfehlen einen Pfad zu erstellen.
Über den Pfad kannst du dir dann die Temperatur ausgeben lassen. Tools->Path create Damit legst du den Pfad von oben nach unten (oder wie auch immer) durchs Bauteil. Du kannst ihn zB in die Drehachse oder auf die Aussenfläche legen und ggf den Temperaturverlauf über der Höhe innen und außen vergleichen .
Dann Tools->XYData create und im Dialog als Quelle Path auswählen. Die Genauigkeit hängt nicht davon ab wieviele Unterteilungen du anzeigen lässt, sondern von der Elementgröße und Art.

Ich hoffe ich konnte so auch mal ein bisschen helfen
viele Grüße
Karl

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Danke, glaube aber dass es reicht, wenn ich einen entsprechenden Schnitt vornehme da lässt sich ja auch angeben auf welcher höhe im Bauteil geschnitten werden soll, so kann ich die einzelnen gesuchten Temperaturen ganz gut finden denke ich.

Gibt es die Möglichkeit einen Temperaturabhängigen Wärmeübergangskoeffizienten (Film Coefficient) bei freier Konvektion zu definieren?

Ginge das über das f(x) Symbol bei den Eigenschaften der Surface Film Condition? kann ich vielleicht sogar dort eine Formel eingeben, die die Temperatur als Variable enthält? Das wäre die allerbeste Lösung, denn dann rechnet das Programm ja von alleine die Wandtemperatur aus und anschließend den Wärmeübergangskoeffizienten an entsprechender Stelle. Nur wie referenziere ich auf die vom Programm errechnete Wandtemperatur an dieser Stelle?

Bin dankbar für jeden Hinweis,

Grüße

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