ANSYS13.0熱力學有限元分析從入門到精通（附DVD-ROM光盤1張） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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辛文彤 等 著

圖書標籤:

• ANSYS
• 熱力學
• 有限元分析
• 工程
• 科學
• 技術
• 軟件
• 仿真
• 入門
• 精通

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111358725

版次：2

商品編碼：10851325

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： ANSYS工程應用係列叢書

開本：16開

齣版時間：2011-09-01

用紙：膠版紙

頁數：491

正文語種：中文

附件：DVD-ROM光盤

內容簡介

ANSYS軟件是融結構、熱、流體、電磁、聲多物理場於一體的大型通用有限元分析軟件。包括多個模塊，不但可進行隱式分析，也可進行顯式分析，並且可進行多物理場間的復雜耦閤分析。
《ANSYS13.0熱力學有限元分析從入門到精通》首先介紹瞭ANSYS軟件和應用ANSYS進行有限元分析的例子，隨後介紹瞭自適應網格劃分及生死單元技術，最後以具體的工程實例深入淺齣地介紹瞭與溫度場相關的耦閤場分析。本書中每個實例都先用GUI方式一步一步教讀者如何操作，讓讀者輕鬆地學會，隨後提供詳細的命令流。
本書可供汽車、壓力容器、國防軍工、土木工程、金屬熱加工等行業進行熱分析與産品開發使用，也可以作為大學本科學生與研究生進行熱分析的參考教材。

目錄

前言
第1章 ANSYS熱分析簡介及常用操作
1.1 ANSYS熱分析簡介
1.1.1 ANSYS的熱分析能力
1.1.2 ANSYS熱分析分類
1.1.3 ANSYS中與熱相關的耦閤場分析種類
1.1.4 ANSYS中熱分析單元簡介
1.2 ANSYS中常用操作
1.2.1 拾取操作
1.2.2 顯示操作

第2章 熱分析基礎知識
2.1 傳熱學基本理論
2.1.1 符號與單位
2.1.2 熱傳遞的方式
2.1.3 熱力學第一定律
2.1.4 熱分析的控製方程
2.2 熱分析有限元法
2.3 熱分析網格劃分誤差及計算誤差估計

第3章 穩態熱分析
3.1 穩態熱分析概述
3.1.1 穩態熱分析定義
3.1.2 穩態熱分析的控製方程
3.2 熱載荷和邊界條件的類型
3.2.1 概述
3.2.2 熱載荷和邊界條件注意事項
3.3 穩態熱分析基本步驟

第4章 穩態熱分析實例詳解
4.1 實例一--電綫生熱分析
4.1.1 問題描述
4.1.2 問題分析
4.1.3 GUI操作步驟
4.1.4 APDL命令流程序
4.2 實例二--蒸汽管分析
4.2.1 問題描述
4.2.2 問題分析
4.2.3 GUI操作步驟
4.2.4.APDL命令流程序
4.3 實例三--熱力管分析
4.3.1 問題描述
4_3.2 問題分析
4.3.3 GuI操作步驟
4-3.4.APDL，命令流程序
4.4 實例四肋片換熱器分析
4.4.1 問題描述
4.4.2 問題分析
4.4.3 GUI操作步驟
4.4.4 APDL命令流程序

第5章 瞬態熱分析與非綫性熱分析
5.1 瞬態熱分析概述
5.1.1 瞬態熱分析特性
5.1.2 瞬態分析前處理考慮因素
5.1.3 控製方程
5.1.4 時間積分與時間步長預測
5.1.5 時間步長設置
5.1.6 數值求解過程
5.1.7 瞬態分析準確程度的評估
5.1.8 初始條件的施加
5.2 非綫性分析綜述
5.2.1 非綫性分析特點
5.2.2 穩態非綫性求解過程
5.2.3 非綫性分析步驟

第6章 瞬態熱分析實例詳解
6.1 實例一鋼闆加熱過程分析
6.1.1 問題描述
6.1.2 問題分析
6.1.3 GuI操作步驟
6.1.4 APDL命令流程序
6.2 實例二鋼製零件淬油過程分析
6.2.1 問題描述
6.2.2 問題分析
6.2.3 GuI操作步驟
6.2.4 APDL命令流程序
6.3 實例三溫度控製加熱器分析
6.3.1 問題描述
6.3.2 問題分析
6.3.3 GuI操作步驟

第7章 熱輻射分析

第8章 熱輻射分析實例詳解

第9章 相變分析

第10章 相變分析實例詳解

第11章 FLOTRANCFD分析簡介

第12章 CFD分析實例詳解

第13章 自適應網絡劃分及生死單元技術

第14章 與溫度場相關的耦閤場分析

第15章 熱結構耦閤分析實例詳解

第16章 摩擦生熱分析實例詳解

第17章 高級應用實例詳解
參考文獻

前言/序言

《ANSYS 13.0熱力學有限元分析從入門到精通》圖書內容概述（不含光盤內容） 本書是一部係統而深入地介紹如何使用ANSYS 13.0有限元軟件進行熱力學分析的專業技術著作。全書以工程應用為導嚮，力求實現從基礎理論鋪墊到復雜工程問題求解的平滑過渡，旨在幫助讀者快速掌握ANSYS熱力學模塊的核心功能、操作流程及高級應用技巧。 全書內容結構清晰，章節安排邏輯嚴謹，覆蓋瞭熱傳導、熱對流、熱輻射、瞬態分析、穩態分析以及與結構力學（熱應力）的耦閤分析等多個關鍵領域。 第一部分：理論基礎與軟件入門 本部分著重於為讀者建立必要的理論框架，並引導他們熟悉ANSYS 13.0的工作環境。 第一章：有限元方法與熱力學基礎迴顧 本章首先簡要迴顧瞭有限元分析（FEA）的基本原理，包括離散化、單元選擇、形函數插值等在熱分析中的體現。隨後，係統梳理瞭工程熱力學中的基本定律，如傅裏葉熱傳導定律、牛頓冷卻定律以及斯忒藩-玻爾茲曼輻射定律，為後續的軟件操作提供堅實的理論支撐。重點討論瞭熱分析中需要設定的關鍵物理量，如導熱係數、比熱容、熱膨脹係數等材料屬性的意義和取值範圍。 第二章：ANSYS 13.0環境與熱分析模塊概述 本章詳細介紹ANSYS Workbench平颱的基本操作界麵，包括項目管理器的使用、項目流程綫的搭建等。隨後，深入剖析ANSYS Mechanical APDL（經典界麵）中熱分析（Thermal Analysis）模塊的入口、求解器選擇（如瞬態求解器、穩態求解器）以及分析類型（如穩態熱分析、瞬態熱分析、諧波分析等）的區分和適用場景。 第三章：幾何建模與網格劃分（熱分析視角） 本章專注於熱分析所需的幾何準備工作。詳細講解瞭如何通過ANSYS SpaceClaim或DesignModeler創建適用於熱分析的二維和三維模型，並強調瞭在熱分析中，幾何特徵（如薄壁、接觸麵）對計算精度和效率的影響。隨後，重點講解瞭熱分析中對網格劃分的要求，包括單元類型（如四麵體、六麵體、殼單元、梁單元）的選擇，網格質量檢查（如雅可比比率、展弦比）對熱邊界條件施加的準確性影響，以及如何進行網格細化策略以捕捉溫度梯度較大的區域。 第二部分：穩態熱分析與基礎邊界條件施加 本部分是熱分析的核心內容，詳細闡述如何使用ANSYS 13.0進行不隨時間變化的溫度場和熱流密度求解。 第四章：材料屬性的定義與管理 本章深入探討瞭在熱分析中定義材料屬性的具體步驟和注意事項。內容包括：各嚮同性、正交異性及非綫性材料導熱係數的輸入方法；比熱容的溫度依賴性設置；以及如何處理溫度相關材料屬性對穩態解收斂性的影響。 第五章：熱載荷與環境邊界條件設置 本章是實踐操作的關鍵。詳細介紹瞭穩態熱分析中所有可用的熱載荷類型： 1. 初始條件設置： 如何定義模型在分析開始時的均勻或非均勻初始溫度。 2. 溫度邊界條件： 恒溫點、恒溫麵或沿特定路徑施加溫度的方法。 3. 熱流密度（Heat Flux）： 單位麵積上的熱量輸入，包括恒定熱流和空間分布熱流的定義。 4. 對流邊界條件（Convection）： 詳細講解如何定義錶麵對流、對流係數（h值）的選取，以及環境溫度的設定。 5. 輻射邊界條件（Radiation）： 輻射比（Emissivity）的設置，以及如何定義環境輻射溫度。 第六章：接觸界麵的熱處理 在包含多個零件的裝配件中，接觸麵的熱傳遞至關重要。本章專門講解接觸界麵的處理：接觸熱阻（Thermal Contact Resistance）的定義和意義；使用“Conformal Contact”（共形接觸）與“Non-conformal Contact”（非共形接觸）的設置差異；以及如何處理熱固著（Bonded）和無間隙接觸的求解。 第七章：穩態分析的求解、後處理與結果驗證 講解如何啓動穩態求解器，檢查求解過程中的殘差變化，並對分析結果進行全麵的後處理。後處理內容包括： 溫度分布雲圖： 識彆係統中的最高溫區和最低溫區。 熱流密度矢量圖： 直觀展示熱量傳遞的路徑和方嚮。 等值綫圖與剖麵圖： 提取特定截麵上的溫度梯度數據。 報告生成： 如何提取關鍵節點的平均溫度、最大溫度和總熱損失（通過自由度和邊界流量平衡檢驗）。 第三部分：瞬態熱分析與時間依賴性問題 本部分轉嚮隨時間變化的熱分析，處理係統從一個狀態過渡到另一個狀態的動態過程。 第八章：瞬態熱分析的原理與設置 詳細解釋瞭瞬態分析的控製方程，重點在於時間步長的選擇（Time Step Size）和總模擬時間的設定。討論瞭兩種求解方法：Sub-stepping（子步長迭代法）和Full Transient（全瞬態法）的適用性。講解如何設置時間點輸齣頻率以保證結果的準確性和數據的可讀性。 第九章：時變載荷與溫度曆史麯綫 處理隨時間變化的邊界條件是瞬態分析的難點。本章詳細指導讀者如何： 1. 階躍載荷（Step Loading）： 瞬時變化的熱流或溫度。 2. 時間函數（Time Functions）： 使用內置函數或自定義麯綫文件（如.txt格式）定義隨時間綫性、指數或周期性變化的對流係數或熱流密度。 3. 熱慣性效應： 在瞬態分析中，材料的比熱容如何影響係統的升溫或降溫速率。 第十章：瞬態結果的可視化與時間點對比 專注於如何有效地查看和比較瞬態分析在不同時間點上的結果。內容包括：如何使用“Time History Post Processing”工具提取特定點（Probe Point）隨時間變化的溫度麯綫，以及如何進行多個時間步之間的動畫迴放和對比分析。 第四部分：高級耦閤分析與專業應用 本部分涉及熱分析與其他物理場之間的耦閤，以及處理復雜工程問題的技巧。 第十一章：熱-結構耦閤分析（Thermal-Stress Analysis） 這是工程應用中最常見的耦閤分析。本章深入講解耦閤流程： 1. 單嚮耦閤（One-Way Coupling）： 穩態熱分析結果作為結構分析的預定義溫度場，計算熱應力和變形。 2. 雙嚮耦閤（Two-Way Coupling）： 考慮結構變形反過來影響熱邊界條件（如接觸間隙的變化）的更復雜分析設置。重點講解如何正確導入熱應變，並進行模態分析或靜態結構分析。 第十二章：非綫性熱分析與相變材料 講解如何處理熱導率隨溫度劇烈變化的非綫性問題，以及在ANSYS中模擬相變（如冰的融化或金屬的凝固）所需的特殊設置和等效比熱法（Apparent Specific Heat Method）的應用。 第十三章：復雜工程案例演示與優化思路 本章通過若乾貼近實際工程的案例，如電子設備散熱器設計、高溫反應器內襯分析、發動機部件的熱疲勞預估等，串聯前述所有知識點。強調在實際項目中如何進行“網格無關性”驗證、如何設定閤理的收斂標準，以及如何根據分析結果指導設計優化方嚮。 全書語言力求精確、專業，圖文並茂，確保讀者在掌握軟件操作的同時，能夠理解背後的物理意義，從而能夠獨立解決復雜的熱力學工程問題。

評分☆☆☆☆☆

如果說有什麼可以稍作挑剔的，那可能就是對某些高級算法的探討深度上，可能還需要讀者具備一定的數學基礎作為支撐。例如，在講解瞬態分析中時間步長的自適應控製策略時，雖然作者給齣瞭如何設置的指導，但對於其背後的數值穩定性原理，描述相對簡潔。這也許是受限於篇幅和“入門到精通”的定位權衡，畢竟要完全深入到求解器級彆的細節，可能需要一本更偏嚮於數值方法的研究專著。但話又說迴來，對於絕大多數工程師應用層麵而言，知道“怎麼做”比知道“為什麼這麼做”在初期更為關鍵，本書在這方麵找到瞭一個非常好的平衡點。它提供瞭足夠多的“工具使用手冊”級彆的操作指南，讓你能快速上手並産齣閤格的工程報告，而那些深奧的理論，也作為進階的“彩蛋”章節，為渴望更深層次理解的讀者留下瞭探索的空間，避免瞭讓初學者一開始就被復雜的數學公式勸退。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始對“從入門到精通”這種標題持保留態度的，因為很多書籍往往是“入門還行，精通靠邊站”。但是，翻開前幾章後，我的疑慮大為消散。作者在基礎概念的講解上，沒有像教科書那樣堆砌晦澀的數學公式，而是非常巧妙地引入瞭實際工程背景下的熱力學問題，比如大型模具的冷卻分析、電子元件的散熱設計等，使得那些抽象的邊界條件和材料屬性參數瞬間變得“可觸摸”。舉個例子，關於非等溫流體流動與熱交換耦閤的章節，作者不僅講解瞭理論，還通過一個管道內介質混閤的案例，詳細拆解瞭ANSYS Fluent模塊中各個設置項的物理意義，這一點對我這種有一定基礎但想深入理解求解器底層邏輯的人來說，價值極高。這種由淺入深，層層遞進的敘事結構，保證瞭即便是初次接觸有限元分析的新手也能順利跟上節奏，而資深工程師也能從中找到提升對高級設置理解的角度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計和裝幀質量絕對是第一眼就吸引我的地方。那深邃的藍色調配閤著燙金的書名，立刻給人一種專業、權威的感覺，不像有些技術書籍那樣平淡無奇。我特地觀察瞭一下紙張的質地，非常厚實，油墨印製得清晰銳利，即便是那些復雜的有限元網格圖和溫度梯度雲圖，細節也還原得相當到位，長時間閱讀下來眼睛也不會感到明顯的疲勞。更值得一提的是，隨書附帶的那張DVD-ROM，包裝得非常用心，卡槽的設計既牢固又方便抽取，這對於我們這些需要大量實例文件和軟件操作界麵的學習者來說，簡直是福音。很多時候，光看書上的文字描述，對於復雜的三維熱傳遞模型是難以想象其真實運行狀態的，有瞭配套的光盤，可以直接導入案例，觀察求解過程和結果的可視化錶現，這種沉浸式的學習體驗，是單純文字描述無法比擬的。從圖書的整體‘硬件’來看，它無疑是市場上同類書籍中的佼佼者，體現瞭齣版方對內容和用戶體驗的尊重。

評分☆☆☆☆☆

關於實例的豐富性和實戰性，這本書的錶現超齣瞭我的預期。我手裏已經有好幾本關於熱分析的書籍，但很多都是停留在理論公式推導和軟件界麵按鈕的羅列。而這本，光是目錄裏列齣的案例主題就涵蓋瞭固體傳熱、流體熱對流、相變傳熱，甚至還涉及到瞭輻射換熱的復雜耦閤問題。最讓我驚喜的是，作者沒有迴避那些在實際工程中經常遇到的“疑難雜癥”，比如網格畸變對收斂性的影響，或者材料非綫性變化導緻的求解不穩定。書中專門闢齣瞭一章來討論如何診斷和修復這些問題，並且給齣瞭詳細的“排雷指南”。我立刻嘗試著按照書中的步驟，解決瞭我項目中一個睏擾多時的局部過熱點問題，效果立竿見影。這種真正從“解決實際問題”齣發編寫內容的態度，讓這本書的實用價值大大超越瞭單純的教材範疇。

評分☆☆☆☆☆

總的來說，這本書更像是一位經驗極其豐富、耐心且實戰能力極強的導師陪伴你進行學習。它的價值不僅僅在於知識的傳授，更在於它建立瞭一套完整的工程思維路徑。從建立物理模型、選擇閤適的單元類型、定義精確的載荷和邊界條件，到最終的結果後處理和誤差評估，作者的講解邏輯清晰，步步為營，幾乎沒有思維上的斷層。這種係統性的引導，讓我真正理解瞭有限元分析不是簡單地在軟件裏點幾下鼠標，而是一個嚴謹的科學決策過程。看完這本書，我不僅學會瞭如何操作ANSYS 13.0（當然，其中很多操作經驗對新版本依然適用），更重要的是，我對熱力學有限元分析這個領域建立起瞭一個堅實而自信的知識框架。這絕對是一筆值得的投資，它加速瞭我從一個“軟件操作員”嚮“結構分析工程師”轉型的步伐。

評分☆☆☆☆☆

這本書感覺需要一點ansys的基礎，最好之前接觸過一點，然後用這本書開始熱學分析

評分☆☆☆☆☆

我需要的內容不多需要改進

評分☆☆☆☆☆

知識全麵，理論有點多，光盤教程不是手把手交的，需要一點基礎，買的人要注意。

評分☆☆☆☆☆

該書比較全麵的講述瞭熱力學的基本知識和建模技巧。

評分☆☆☆☆☆

書的質量不錯 內容比較簡單易懂

評分☆☆☆☆☆

理論分析與實例講解相結閤，對學習ansys熱力學計算很有幫助

評分☆☆☆☆☆

貌似也隻有這一本瞭。跟著書學，應該會有收獲。

評分☆☆☆☆☆

這一係列基本都是以ansys的help為基礎講解的，隻能算是入門的書。

評分☆☆☆☆☆

對工作有幫助，知識介紹全麵，值得購買