ANSYS工程應(yīng)用教程（熱與電磁學(xué)篇）

第1篇 ANSYS熱分析                  
 第1章 概述 3                  
 1.1 ANSYS熱分析簡介 3                  
 1.2 ANSYS如何進(jìn)行熱分析 4                  
 1.3 耦合場分析 5                  
 1.3.1 直接耦合法 5                  
 1.3.2 間接耦合法 7                  
 1.4 圖形用戶界面與命令流 7                  
 第2章 熱分析基礎(chǔ)知識 9                  
 2.1 三種基本傳熱方式 9                  
 2.1.1 傳導(dǎo) 9                  
 2.1.2 對流 9                  
 2.1.3 輻射 10                  
 2.2 熱分析基本材料屬性 11                  
 2.2.1 比熱容（Specific Heat） 11                  
 2.2.2 焓(Enthalpy) 11                  
 2.2.3 生熱率(Heat Generation Rate) 11                  
 2.3 三類邊界條件 11                  
 2.3.1 第一類邊界條件 12                  
 2.3.2 第二類邊界條件 12                  
 2.3.3 第三類邊界條件 12                  
 2.4 初始條件 12                  
 2.5 熱載荷 13                  
 2.5.1 溫度 13                  
 2.5.2 熱流率 13                  
 2.5.3 對流 13                  
 2.5.4 熱流密度 13                  
 2.5.5 生熱率 13                  
 2.6 穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)熱分析 14                  
 第3章 穩(wěn)態(tài)熱分析 15                  
 3.1 穩(wěn)態(tài)熱分析的應(yīng)用 15                  
 3.2 穩(wěn)態(tài)熱分析單元 15                  
 3.3 穩(wěn)態(tài)熱分析公式 16                  
 3.4 穩(wěn)態(tài)熱分析基本步驟 17                  
 3.4.1 構(gòu)建模型 17                  
 3.4.2 施加載荷計(jì)算 17                  
 3.4.3 求解 18                  
 3.4.4 后處理 21                  
 3.5 一個穩(wěn)態(tài)熱分析實(shí)例 22                  
 3.5.1 問題的提出 22                  
 3.5.2 問題的求解步驟 23                  
 3.5.3 命令流文件 39                  
 第4章 瞬態(tài)熱分析 41                  
 4.1 瞬態(tài)熱分析的應(yīng)用 41                  
 4.2 瞬態(tài)熱分析公式 41                  
 4.3 瞬態(tài)熱分析基本步驟 42                  
 4.3.1 構(gòu)建模型 42                  
 4.3.2 施加載荷計(jì)算 43                  
 4.3.3 求解 45                  
 4.3.4 后處理 47                  
 4.4 一個瞬態(tài)熱分析實(shí)例 47                  
 4.4.1 問題的提出 47                  
 4.4.2 問題的求解 48                  
 4.4.3　命令流文件 55                  
 第5章 輻射 57                  
 5.1 輻射熱分析的應(yīng)用 57                  
 5.2 輻射熱分析常用單元 57                  
 5.3 熱輻射常規(guī)概念 58                  
 5.3.1 黑體 58                  
 5.3.2 灰體 58                  
 5.3.3 角系數(shù) 59                  
 5.4 熱輻射公式 59                  
 5.4.1 角系數(shù)的計(jì)算 59                  
 5.4.2 輻射計(jì)算方程 60                  
 5.5　求解方法 60                  
 5.5.1　非隱藏法與隱藏法 60                  
 5.5.2　點(diǎn)—點(diǎn)問題 62                  
 5.5.3　點(diǎn)—面問題 62                  
 5.5.4 面—面問題及AUX12矩陣生成器 64                  
 5.6 空間節(jié)點(diǎn)的使用 67                  
 5.7 一個熱輻射分析實(shí)例 68                  
 5.7.1 問題的提出 68                  
 5.7.2 問題的求解 68                  
 5.7.3 命令流文件 73                  
 第6章 ANSYS熱分析高級進(jìn)階 77                  
 6.1 相變 77                  
 6.2 熱應(yīng)力分析 79                  
 第7章 ANSYS熱分析例題集 83                  
 例題1：穩(wěn)態(tài)熱分析（1） 83                  
 例題2：穩(wěn)態(tài)熱分析（2） 87                  
 例題3：瞬態(tài)熱分析 92                  
 例題4：相變 100                  
 例題5：輻射 106                  
 例題6：熱應(yīng)力 113                  
 例題7：綜合 126                  
 第2篇 ANSYS電磁場分析                  
 第8章 電磁場有限元分析簡介 141                  
 8.1 電磁場基本理論 141                  
 8.1.1 麥克斯韋方程 141                  
 8.1.2 一般形式的電磁場微分方程 143                  
 8.1.3 電磁場中常見邊界條件 144                  
 8.2 電磁場求解的有限元法 144                  
 8.2.1 一維有限元法 144                  
 8.2.2 電磁場解后處理 149                  
 8.3 ANSYS電磁場分析簡介 150                  
 8.3.1 ANSYS電磁場分析分類 150                  
 8.3.2 ANSYS怎樣進(jìn)行電磁場分析 151                  
 8.3.3 ANSYS電磁場分析的圖形用戶界面方式和命令流方式 152                  
 8.3.4 ANSYS電磁場分析的應(yīng)用領(lǐng)域 152                  
 第9章 二維靜態(tài)磁場分析 153                  
 9.1 二維靜態(tài)磁場分析中的單元 153                  
 9.1.1 二維實(shí)體單元 153                  
 9.1.2 二維遠(yuǎn)場單元 154                  
 9.2 一個二維靜態(tài)磁場分析實(shí)例 154                  
 9.2.1 問題的描述 154                  
 9.2.2 ANSYS求解 155                  
 9.2.3 查看結(jié)果（后處理） 162                  
 9.3 分析中的注意事項(xiàng) 163                  
 9.3.1 建模 163                  
 9.3.2 定義材料性能 164                  
 9.3.3 網(wǎng)格顯示 165                  
 9.4 ANSYS分析的命令流 165                  
 第10章 二維諧性磁場分析 167                  
 10.1 2D諧性磁場分析中的單元 167                  
 10.1.1 二維實(shí)體單元 167                  
 10.1.2 二維遠(yuǎn)場單元 167                  
 10.1.3 通用電路單元（General Circuit Elements） 168                  
 10.2 線性諧性分析實(shí)例 168                  
 10.2.1 問題描述 168                  
 10.2.2 ANSYS求解（GUI） 169                  
 10.2.3 命令流形式求解 180                  
 10.3 非線性諧性分析 182                  
 10.3.1 問題描述 182                  
 10.3.2 ANSYS求解 184                  
 10.3.3 命令流形式求解 187                  
 10.4 諧性分析注意事項(xiàng) 189                  
 10.4.1 網(wǎng)格劃分 189                  
 10.4.2 加載設(shè)置 190                  
 10.4.3 后處理 190                  
 第11章 二維瞬態(tài)磁場分析 193                  
 11.1 瞬態(tài)分析特征 193                  
 11.1.1 邊界條件與加載 193                  
 11.1.2 求解 194                  
 11.1.3 查看結(jié)果 195                  
 11.2 瞬態(tài)分析實(shí)例 195                  
 11.2.1 問題描述 195                  
 11.2.2 ANSYS求解（GUI） 196                  
 11.2.3 后處理 201                  
 11.2.4 命令流形式求解 203                  
 11.3 2D瞬態(tài)分析注意事項(xiàng) 205                  
 11.3.1 宏命令的使用 205                  
 11.3.2 讀取某時刻的求解結(jié)果 208                  
 11.3.3 定義組件 209                  
 第12章 三維靜態(tài)磁場分析 211                  
 12.1 3D靜態(tài)磁場分析中的單元 211                  
 12.1.1 3D實(shí)體單元 212                  
 12.1.2 三維界面單元 212                  
 12.1.3 三維聯(lián)結(jié)單元 213                  
 12.1.4 三維遠(yuǎn)場聯(lián)結(jié)單元 213                  
 12.1.5 單元邊法用單元 214                  
 12.2 3D靜態(tài)磁場分析（標(biāo)量勢法） 214                  
 12.2.1 問題描述 214                  
 12.2.2 ANSYS求解（GUI） 215                  
 12.2.3 標(biāo)量勢法的命令流求解 222                  
 12.3 3D靜態(tài)磁場分析（單元邊法） 225                  
 12.3.1 問題描述 225                  
 12.3.2 ANSYS求解（GUI） 226                  
 12.3.3 單元邊法的命令流求解 231                  
 第13章 3D諧性與瞬態(tài)分析 233                  
 13.1 3D諧性分析 233                  
 13.1.1 問題描述 233                  
 13.1.2 ANSYS求解（GUI） 234                  
 13.1.3 命令流求解 237                  
 13.2 3D瞬態(tài)磁場分析 239                  
 13.2.1 問題描述 240                  
 13.2.2 ANSYS求解（GUI） 240                  
 13.2.3 瞬態(tài)分析命令流求解 242                  
 13.3 基于節(jié)點(diǎn)的3D磁場分析 244                  
 第14章 高頻電磁場分析 245                  
 14.1 高頻電磁場分析中的單元 245                  
 14.2 導(dǎo)行電磁波分析 246                  
 14.2.1 問題描述 246                  
 14.2.2 ANSYS求解（GUI） 247                  
 14.2.3 命令流求解 252                  
 14.3 電磁諧振腔分析 254                  
 14.3.1 問題描述 254                  
 14.3.2 ANSYS求解（GUI） 255                  
 14.3.3 命令流求解 257                  
 14.4 電磁輻射分析 259                  
 14.4.1 問題描述 259                  
 14.4.2 命令流求解 260                  
 第15章 電場分析 265                  
 15.1 電場分析中的單元 265                  
 15.1.1 竿單元 265                  
 15.1.2 二維實(shí)體單元 265                  
 15.1.3 三維實(shí)體單元 266                  
 15.1.4 殼單元 267                  
 15.1.5 遠(yuǎn)場單元 267                  
 15.2 電場分析實(shí)例（GUI） 267                  
 15.2.1 問題描述 267                  
 15.2.2 ANSYS求解（GUI） 268                  
 15.2.3 命令流求解 270