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温度场计算说明书

熟悉有限单元法基本原理
建立由点线面构成的实体模型,然后在实体模型基础上进行网格划分
《有限元分析基础教程》
以22#坝段为例,划分后的单元如图1所示
图1 22#坝段网格示意图
2单元的转换与材料分区
将划分好的8节点结构solid45单元转化为热学计算的solid70单元(如图2)
图2 单元的转换
压缩和合并单元节点号(图3所示)
图3 压缩合并单元节点号
根据混凝土材料性质划分不同材料(如图4)
图4 改变材料的单元号
改变之后的材料之后模型如图5所示
图5 划分材料之后的单元示意图
根据不同的材料赋予不同的材料热学参数,密度,比热容和热传导系数(如图6)
图6 输入材料参数
3组元的挑选和命名
组元是一组元素的集合,单元集合以e开头,节点集合以n开头
将坝体和基岩单元集合命名为不同的组元edam和ebase
下图为命名组元的对话框(图7所示)
图7 创建组元
根据不同的浇注块,挑选不同的组元,比如d22e4表示第22坝段第4层浇注块
挑选方法:1,准备文件如附件-
2,将不同坝段的单元和节点用ewrite和nwrite命令写出来(图8)
3,运行程序,(图9)
图8 将单元信息写到文件中
图9 read input from 读取命令流
按照附件-,
根据各个浇注块的出生时间,温度,水管信息等等
,并建立组元名2
图10
按照附件-,
生成命令流文件,读入后形成na和nd的组元,具体内容如图11所示
它们分别代表各个浇筑过程中增加的对流边界和删除的对流边界
图11 na组元名文件
4 计算函数文件
ANSYS中APDL语言以及函数,宏的概念、-APDL参数化有限元分析(图12)
图12 ANSYS-APDL参数化有限元分析
气温边界函数
有两种形式1,通过各种监测值拟合建立一种余弦函数的函数
2,通过监测值将每一天的实际温度赋予气温的表函数
(图13)

图13 表函数和余弦函数文件内容
等效冷却的热生成率函数
按照data的excel中的func1 func2标签整理好,按照2冷开始时间排序(如图14),
(如图14),生成热生成率函数输入文件
图14 由EXCEL准备好的数据准备文件
水温函数
上游有堆渣边界节点挑选组元baowen1,
上游有蓄水的边界节点按照蓄水过程挑选蓄水组元(图15),,
下游水垫塘边界节点挑选组元为xu1,对应的水温函数为xushui-
图15 挑选蓄水过程的组元
5计算所需的命令流
形成浇筑过程命令流
通过excel中的每个浇筑块出生时间,
生成如下图(图16)
其代表的意义是,第五块浇筑成型,在其组元上删除被覆盖的对流边界,增加新的对流 边界,激活此组元,施加热生成率函数
图16 浇筑过程命令流节选
形成完整的计算命令流

首先,将excel里将每个浇筑块的出生温度整理(图17)
图17 每个浇筑块的出生温度
挑出对流边界的节点组元nsurface(如图18),挑出基岩底面组元A50表面组元AAIR
图18 NSURFACE节点组元
生成2期冷却分批文件,将2期冷却分为三组,分别代表第一,二,三次冷却
每组中冷却开始时间相同的一组单元为一批,
并且根据生成的批次的时间,将二冷宏命令写入命令流中
比如(图19)表示在第294计算步时加入第一次2冷中开始第二批的冷却
图19 加入2冷的宏命令
在相应的水位上升的时间时,应当加入水位上升和下降的命令流
水位上升的边界命令如图20,其表示将此节点上对流边界删掉,增加以xushui4为命名 的水温函数,同理水位下降的过程与其相反
图20 水位上升时对xs1组元节点边界的改变