ANSYS WORKBENCH有限元分析实例详解（热学和优化）

专业针对性强——专门解决热分析和优化设计过程中的各种问题。 内容独创性强——全面总结作者多年从事有限元分析的实战经验。 案例实用性强——全部案例来自工程实践，有效整合理论与实践。 配套资源丰富——案例配套资源可免费下载，提供QQ社群答疑。

本书以联系和对比的方式系统且全面地讲解了ANSYS Workbench热学分析及优化设计过程中的各种问题，从工程实例出发，侧重解决热学计算问题和优化设计流程与工程问题。 本书内容分为4章：第1章介绍热学有限元分析的基本概念；第2章详细介绍ANSYS Workbench软件中Mechanical模块的热分析，包含热传导、热对流、热辐射、瞬态和非线性热分析、扩散、热固耦合分析；第3章详细介绍ANSYS Workbench软件中Fluent模块的热分析，包含热传导、移动热源、对流和辐射、多孔介质的蒸发、凝华结霜、热分析标量方程、流固耦合传热分析；第4章详细介绍ANSYS Workbench软件中的优化设计过程，重点讲解拓扑优化、增材制造和试验优化设计的基本原理及分析过程。 本书内容丰富新颖，融入了现代工程教育思想，旨在帮助读者提升运用工程方法解决实际问题的能力。本书主要面向ANSYS Workbench软件的初级和中级用户，可供机械、材料、土木、能源、汽车交通、航空航天、水利水电等专业的本科生、研究生、教师、工程技术人员和CAE爱好者学习参考。

周炬，南华大学机械工程学院副教授，长期从事有限元相关的课程教学工作，拥有近20年ANSYS软件应用经验。 苏金英，高级工程师，曾在企业从事产品研发工作，现为湖南有色金属职业技术学院教师，有很强的CAD/CAE软件应用和实战能力。

第 1章 关于热分析的基本解析 1 1.1 Mechanical模块与CFD模块的热分析计算 1 1.2 Mechanical模块与CFD模块在热分析中的区别 18 1.3 热分析有限元计算的原理 29 1.3.1 复合棒材稳态热传导的有限元计算 30 1.3.2 复合棒材对流状态的有限元计算 36 1.3.3 棒材瞬态热传导的有限元计算 39 第 2章 关于Mechanical模块热分析的基本解析 48 2.1 热传导分析 49 2.1.1 零件的热传导计算 49 2.1.2 部件的热传导计算 61 2.1.3 接触热阻的热传导计算 72 2.2 热对流分析 79 2.2.1 水冷散热器的热对流计算 79 2.2.2 电池座的热对流计算 89 2.3 热辐射分析 97 2.3.1 开放环境热辐射计算 98 2.3.2 面对面热辐射计算 105 2.4 瞬态和非线性热分析 115 2.4.1 瞬态热分析之初始温度 116 2.4.2 温控器分析 122 2.4.3 相变分析 129 2.4.4 瞬态热分析的能量平衡 138 2.5 扩散分析 145 2.5.1 稳态渗流计算 145 2.5.2 耦合扩散计算 152 2.5.3 界面不连续扩散计算 158 2.6 温度场与结构场耦合分析 164 2.6.1 稳态热应变计算 166 2.6.2 热屈曲计算 175 2.6.3 热固接触计算 182 2.6.4 热固顺序耦合计算 195 2.6.5 热模态分析 206 2.6.6 摩擦生热计算 218 第3章 关于Fluent模块热分析的基本解析 231 3.1 热传导分析 241 3.2 焊接移动热源分析 251 3.3 对流与太阳辐射分析 259 3.4 蒸发与多孔介质传热分析 271 3.5 凝华结霜分析 285 3.6 标量方程热分析 302 3.7 流固耦合传热分析 312 3.7.1 独立Fluent模块的流固耦合传热分析 313 3.7.2 Fluent和Mechanical模块单向流固耦合传热分析 322 3.7.3 System Coupling组合双向流固热耦合分析 333 第4章 优化设计 348 4.1 拓扑优化 349 4.1.1 结构拓扑优化基本流程 350 4.1.2  晶格拓扑优化基本流程 365 4.1.3  流体拓扑优化基本流程 373 4.2  增材制造与优化设计 389 4.2.1  增材制造前处理基本分析流程 390 4.2.2  增材制造工艺模拟基本分析流程 397 4.2.3  增材制造材料分析基本流程 407 4.2.4  增材制造过程模拟流程 417 4.3  试验优化设计 431 4.3.1  参数化设置 433 4.3.2  网格参数化分析 439 4.3.3  参数相关性分析 449 4.3.4  响应面优化与反演设计 458 4.3.5  6σ分析 476 4.3.6  3D ROM分析 488 参考资料 500