ANSYS13.0热力学有限元分析从入门到精通（附DVD-ROM光盘1张） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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辛文彤 等 著

图书标签:

• ANSYS
• 热力学
• 有限元分析
• 工程
• 科学
• 技术
• 软件
• 仿真
• 入门
• 精通

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111358725

版次：2

商品编码：10851325

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： ANSYS工程应用系列丛书

开本：16开

出版时间：2011-09-01

用纸：胶版纸

页数：491

正文语种：中文

附件：DVD-ROM光盘

内容简介

ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声多物理场于一体的大型通用有限元分析软件。包括多个模块，不但可进行隐式分析，也可进行显式分析，并且可进行多物理场间的复杂耦合分析。
《ANSYS13.0热力学有限元分析从入门到精通》首先介绍了ANSYS软件和应用ANSYS进行有限元分析的例子，随后介绍了自适应网格划分及生死单元技术，最后以具体的工程实例深入浅出地介绍了与温度场相关的耦合场分析。本书中每个实例都先用GUI方式一步一步教读者如何操作，让读者轻松地学会，随后提供详细的命令流。
本书可供汽车、压力容器、国防军工、土木工程、金属热加工等行业进行热分析与产品开发使用，也可以作为大学本科学生与研究生进行热分析的参考教材。

目录

前言
第1章 ANSYS热分析简介及常用操作
1.1 ANSYS热分析简介
1.1.1 ANSYS的热分析能力
1.1.2 ANSYS热分析分类
1.1.3 ANSYS中与热相关的耦合场分析种类
1.1.4 ANSYS中热分析单元简介
1.2 ANSYS中常用操作
1.2.1 拾取操作
1.2.2 显示操作

第2章 热分析基础知识
2.1 传热学基本理论
2.1.1 符号与单位
2.1.2 热传递的方式
2.1.3 热力学第一定律
2.1.4 热分析的控制方程
2.2 热分析有限元法
2.3 热分析网格划分误差及计算误差估计

第3章 稳态热分析
3.1 稳态热分析概述
3.1.1 稳态热分析定义
3.1.2 稳态热分析的控制方程
3.2 热载荷和边界条件的类型
3.2.1 概述
3.2.2 热载荷和边界条件注意事项
3.3 稳态热分析基本步骤

第4章 稳态热分析实例详解
4.1 实例一--电线生热分析
4.1.1 问题描述
4.1.2 问题分析
4.1.3 GUI操作步骤
4.1.4 APDL命令流程序
4.2 实例二--蒸汽管分析
4.2.1 问题描述
4.2.2 问题分析
4.2.3 GUI操作步骤
4.2.4.APDL命令流程序
4.3 实例三--热力管分析
4.3.1 问题描述
4_3.2 问题分析
4.3.3 GuI操作步骤
4-3.4.APDL，命令流程序
4.4 实例四肋片换热器分析
4.4.1 问题描述
4.4.2 问题分析
4.4.3 GUI操作步骤
4.4.4 APDL命令流程序

第5章 瞬态热分析与非线性热分析
5.1 瞬态热分析概述
5.1.1 瞬态热分析特性
5.1.2 瞬态分析前处理考虑因素
5.1.3 控制方程
5.1.4 时间积分与时间步长预测
5.1.5 时间步长设置
5.1.6 数值求解过程
5.1.7 瞬态分析准确程度的评估
5.1.8 初始条件的施加
5.2 非线性分析综述
5.2.1 非线性分析特点
5.2.2 稳态非线性求解过程
5.2.3 非线性分析步骤

第6章 瞬态热分析实例详解
6.1 实例一钢板加热过程分析
6.1.1 问题描述
6.1.2 问题分析
6.1.3 GuI操作步骤
6.1.4 APDL命令流程序
6.2 实例二钢制零件淬油过程分析
6.2.1 问题描述
6.2.2 问题分析
6.2.3 GuI操作步骤
6.2.4 APDL命令流程序
6.3 实例三温度控制加热器分析
6.3.1 问题描述
6.3.2 问题分析
6.3.3 GuI操作步骤

第7章 热辐射分析

第8章 热辐射分析实例详解

第9章 相变分析

第10章 相变分析实例详解

第11章 FLOTRANCFD分析简介

第12章 CFD分析实例详解

第13章 自适应网络划分及生死单元技术

第14章 与温度场相关的耦合场分析

第15章 热结构耦合分析实例详解

第16章 摩擦生热分析实例详解

第17章 高级应用实例详解
参考文献

前言/序言

《ANSYS 13.0热力学有限元分析从入门到精通》图书内容概述（不含光盘内容） 本书是一部系统而深入地介绍如何使用ANSYS 13.0有限元软件进行热力学分析的专业技术著作。全书以工程应用为导向，力求实现从基础理论铺垫到复杂工程问题求解的平滑过渡，旨在帮助读者快速掌握ANSYS热力学模块的核心功能、操作流程及高级应用技巧。 全书内容结构清晰，章节安排逻辑严谨，覆盖了热传导、热对流、热辐射、瞬态分析、稳态分析以及与结构力学（热应力）的耦合分析等多个关键领域。 第一部分：理论基础与软件入门 本部分着重于为读者建立必要的理论框架，并引导他们熟悉ANSYS 13.0的工作环境。 第一章：有限元方法与热力学基础回顾 本章首先简要回顾了有限元分析（FEA）的基本原理，包括离散化、单元选择、形函数插值等在热分析中的体现。随后，系统梳理了工程热力学中的基本定律，如傅里叶热传导定律、牛顿冷却定律以及斯忒藩-玻尔兹曼辐射定律，为后续的软件操作提供坚实的理论支撑。重点讨论了热分析中需要设定的关键物理量，如导热系数、比热容、热膨胀系数等材料属性的意义和取值范围。 第二章：ANSYS 13.0环境与热分析模块概述 本章详细介绍ANSYS Workbench平台的基本操作界面，包括项目管理器的使用、项目流程线的搭建等。随后，深入剖析ANSYS Mechanical APDL（经典界面）中热分析（Thermal Analysis）模块的入口、求解器选择（如瞬态求解器、稳态求解器）以及分析类型（如稳态热分析、瞬态热分析、谐波分析等）的区分和适用场景。 第三章：几何建模与网格划分（热分析视角） 本章专注于热分析所需的几何准备工作。详细讲解了如何通过ANSYS SpaceClaim或DesignModeler创建适用于热分析的二维和三维模型，并强调了在热分析中，几何特征（如薄壁、接触面）对计算精度和效率的影响。随后，重点讲解了热分析中对网格划分的要求，包括单元类型（如四面体、六面体、壳单元、梁单元）的选择，网格质量检查（如雅可比比率、展弦比）对热边界条件施加的准确性影响，以及如何进行网格细化策略以捕捉温度梯度较大的区域。 第二部分：稳态热分析与基础边界条件施加 本部分是热分析的核心内容，详细阐述如何使用ANSYS 13.0进行不随时间变化的温度场和热流密度求解。 第四章：材料属性的定义与管理 本章深入探讨了在热分析中定义材料属性的具体步骤和注意事项。内容包括：各向同性、正交异性及非线性材料导热系数的输入方法；比热容的温度依赖性设置；以及如何处理温度相关材料属性对稳态解收敛性的影响。 第五章：热载荷与环境边界条件设置 本章是实践操作的关键。详细介绍了稳态热分析中所有可用的热载荷类型： 1. 初始条件设置： 如何定义模型在分析开始时的均匀或非均匀初始温度。 2. 温度边界条件： 恒温点、恒温面或沿特定路径施加温度的方法。 3. 热流密度（Heat Flux）： 单位面积上的热量输入，包括恒定热流和空间分布热流的定义。 4. 对流边界条件（Convection）： 详细讲解如何定义表面对流、对流系数（h值）的选取，以及环境温度的设定。 5. 辐射边界条件（Radiation）： 辐射比（Emissivity）的设置，以及如何定义环境辐射温度。 第六章：接触界面的热处理 在包含多个零件的装配件中，接触面的热传递至关重要。本章专门讲解接触界面的处理：接触热阻（Thermal Contact Resistance）的定义和意义；使用“Conformal Contact”（共形接触）与“Non-conformal Contact”（非共形接触）的设置差异；以及如何处理热固着（Bonded）和无间隙接触的求解。 第七章：稳态分析的求解、后处理与结果验证 讲解如何启动稳态求解器，检查求解过程中的残差变化，并对分析结果进行全面的后处理。后处理内容包括： 温度分布云图： 识别系统中的最高温区和最低温区。 热流密度矢量图： 直观展示热量传递的路径和方向。 等值线图与剖面图： 提取特定截面上的温度梯度数据。 报告生成： 如何提取关键节点的平均温度、最大温度和总热损失（通过自由度和边界流量平衡检验）。 第三部分：瞬态热分析与时间依赖性问题 本部分转向随时间变化的热分析，处理系统从一个状态过渡到另一个状态的动态过程。 第八章：瞬态热分析的原理与设置 详细解释了瞬态分析的控制方程，重点在于时间步长的选择（Time Step Size）和总模拟时间的设定。讨论了两种求解方法：Sub-stepping（子步长迭代法）和Full Transient（全瞬态法）的适用性。讲解如何设置时间点输出频率以保证结果的准确性和数据的可读性。 第九章：时变载荷与温度历史曲线 处理随时间变化的边界条件是瞬态分析的难点。本章详细指导读者如何： 1. 阶跃载荷（Step Loading）： 瞬时变化的热流或温度。 2. 时间函数（Time Functions）： 使用内置函数或自定义曲线文件（如.txt格式）定义随时间线性、指数或周期性变化的对流系数或热流密度。 3. 热惯性效应： 在瞬态分析中，材料的比热容如何影响系统的升温或降温速率。 第十章：瞬态结果的可视化与时间点对比 专注于如何有效地查看和比较瞬态分析在不同时间点上的结果。内容包括：如何使用“Time History Post Processing”工具提取特定点（Probe Point）随时间变化的温度曲线，以及如何进行多个时间步之间的动画回放和对比分析。 第四部分：高级耦合分析与专业应用 本部分涉及热分析与其他物理场之间的耦合，以及处理复杂工程问题的技巧。 第十一章：热-结构耦合分析（Thermal-Stress Analysis） 这是工程应用中最常见的耦合分析。本章深入讲解耦合流程： 1. 单向耦合（One-Way Coupling）： 稳态热分析结果作为结构分析的预定义温度场，计算热应力和变形。 2. 双向耦合（Two-Way Coupling）： 考虑结构变形反过来影响热边界条件（如接触间隙的变化）的更复杂分析设置。重点讲解如何正确导入热应变，并进行模态分析或静态结构分析。 第十二章：非线性热分析与相变材料 讲解如何处理热导率随温度剧烈变化的非线性问题，以及在ANSYS中模拟相变（如冰的融化或金属的凝固）所需的特殊设置和等效比热法（Apparent Specific Heat Method）的应用。 第十三章：复杂工程案例演示与优化思路 本章通过若干贴近实际工程的案例，如电子设备散热器设计、高温反应器内衬分析、发动机部件的热疲劳预估等，串联前述所有知识点。强调在实际项目中如何进行“网格无关性”验证、如何设定合理的收敛标准，以及如何根据分析结果指导设计优化方向。 全书语言力求精确、专业，图文并茂，确保读者在掌握软件操作的同时，能够理解背后的物理意义，从而能够独立解决复杂的热力学工程问题。

评分☆☆☆☆☆

关于实例的丰富性和实战性，这本书的表现超出了我的预期。我手里已经有好几本关于热分析的书籍，但很多都是停留在理论公式推导和软件界面按钮的罗列。而这本，光是目录里列出的案例主题就涵盖了固体传热、流体热对流、相变传热，甚至还涉及到了辐射换热的复杂耦合问题。最让我惊喜的是，作者没有回避那些在实际工程中经常遇到的“疑难杂症”，比如网格畸变对收敛性的影响，或者材料非线性变化导致的求解不稳定。书中专门辟出了一章来讨论如何诊断和修复这些问题，并且给出了详细的“排雷指南”。我立刻尝试着按照书中的步骤，解决了我项目中一个困扰多时的局部过热点问题，效果立竿见影。这种真正从“解决实际问题”出发编写内容的态度，让这本书的实用价值大大超越了单纯的教材范畴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计和装帧质量绝对是第一眼就吸引我的地方。那深邃的蓝色调配合着烫金的书名，立刻给人一种专业、权威的感觉，不像有些技术书籍那样平淡无奇。我特地观察了一下纸张的质地，非常厚实，油墨印制得清晰锐利，即便是那些复杂的有限元网格图和温度梯度云图，细节也还原得相当到位，长时间阅读下来眼睛也不会感到明显的疲劳。更值得一提的是，随书附带的那张DVD-ROM，包装得非常用心，卡槽的设计既牢固又方便抽取，这对于我们这些需要大量实例文件和软件操作界面的学习者来说，简直是福音。很多时候，光看书上的文字描述，对于复杂的三维热传递模型是难以想象其真实运行状态的，有了配套的光盘，可以直接导入案例，观察求解过程和结果的可视化表现，这种沉浸式的学习体验，是单纯文字描述无法比拟的。从图书的整体‘硬件’来看，它无疑是市场上同类书籍中的佼佼者，体现了出版方对内容和用户体验的尊重。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书更像是一位经验极其丰富、耐心且实战能力极强的导师陪伴你进行学习。它的价值不仅仅在于知识的传授，更在于它建立了一套完整的工程思维路径。从建立物理模型、选择合适的单元类型、定义精确的载荷和边界条件，到最终的结果后处理和误差评估，作者的讲解逻辑清晰，步步为营，几乎没有思维上的断层。这种系统性的引导，让我真正理解了有限元分析不是简单地在软件里点几下鼠标，而是一个严谨的科学决策过程。看完这本书，我不仅学会了如何操作ANSYS 13.0（当然，其中很多操作经验对新版本依然适用），更重要的是，我对热力学有限元分析这个领域建立起了一个坚实而自信的知识框架。这绝对是一笔值得的投资，它加速了我从一个“软件操作员”向“结构分析工程师”转型的步伐。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一开始对“从入门到精通”这种标题持保留态度的，因为很多书籍往往是“入门还行，精通靠边站”。但是，翻开前几章后，我的疑虑大为消散。作者在基础概念的讲解上，没有像教科书那样堆砌晦涩的数学公式，而是非常巧妙地引入了实际工程背景下的热力学问题，比如大型模具的冷却分析、电子元件的散热设计等，使得那些抽象的边界条件和材料属性参数瞬间变得“可触摸”。举个例子，关于非等温流体流动与热交换耦合的章节，作者不仅讲解了理论，还通过一个管道内介质混合的案例，详细拆解了ANSYS Fluent模块中各个设置项的物理意义，这一点对我这种有一定基础但想深入理解求解器底层逻辑的人来说，价值极高。这种由浅入深，层层递进的叙事结构，保证了即便是初次接触有限元分析的新手也能顺利跟上节奏，而资深工程师也能从中找到提升对高级设置理解的角度。

评分☆☆☆☆☆

如果说有什么可以稍作挑剔的，那可能就是对某些高级算法的探讨深度上，可能还需要读者具备一定的数学基础作为支撑。例如，在讲解瞬态分析中时间步长的自适应控制策略时，虽然作者给出了如何设置的指导，但对于其背后的数值稳定性原理，描述相对简洁。这也许是受限于篇幅和“入门到精通”的定位权衡，毕竟要完全深入到求解器级别的细节，可能需要一本更偏向于数值方法的研究专著。但话又说回来，对于绝大多数工程师应用层面而言，知道“怎么做”比知道“为什么这么做”在初期更为关键，本书在这方面找到了一个非常好的平衡点。它提供了足够多的“工具使用手册”级别的操作指南，让你能快速上手并产出合格的工程报告，而那些深奥的理论，也作为进阶的“彩蛋”章节，为渴望更深层次理解的读者留下了探索的空间，避免了让初学者一开始就被复杂的数学公式劝退。

评分☆☆☆☆☆

对于初学者来说很不错，深入浅出。特别是最后几章，说的很细。很适合初学者作为参考书使用。

评分☆☆☆☆☆

在京东领取一张满200减80的图书东券

评分☆☆☆☆☆

很好，很系统的讲解热力学有限元模拟

评分☆☆☆☆☆

商品很好 物有所值 很喜欢

评分☆☆☆☆☆

还可以，入门的书，学习学习

评分☆☆☆☆☆

ansys热力学有限元分析的教材不是很多，这本书不错。内容比较新。

评分☆☆☆☆☆

这本书还没看，看了回来追评。

评分☆☆☆☆☆

印刷质量还是不错的~

评分☆☆☆☆☆

理论分析与实例讲解相结合，对学习ansys热力学计算很有帮助