---

Hallo User.

Mein heutiges Problem: (unter Ansys Workbench 12.1)
Ich habe als Geometrie ein Quader mit einer mittigen Aussparung (im Prinzip wie ein Hohlzylinder) und in diesem Hohlraum passend ein zweiten Quader erstellt. Ich habe die beiden Quader mittels einer Bauteilgruppe zusammengefasst.
Nun möchte ich gerne, dass der äußere Quader mit einer gewissen Temperatur beaufschlagt wird, z.B. 500°C. Der innere Quader wird mit einem Wärmestrom von 300Watt beansprucht. Beide Bedingungen laufen gleichzeitig in einer transienten Temperaturanalyse für z.B. 10sekunden ab.
Als Ergebnis suche ich dann das entstandende Temperaturfeld. Hier erwarte ich eigentlich eine Überlagungen der beiden Randbedingungen, sprich, dass der äußere Quader noch weiter aufheizt.

Leider reagiert der äußere Quader überhaupt nicht auf die Wärmestromeinbringung des inneren Quaders. Es entsteht im Prinzip eine "scharfe" Kante der Temperatur an der Geometriegrenze. Ich vermute, mir fehlt irgendeine Kontaktverknüpfung oder sonstiges.

jetzt habe ich erkannt, dass wenn man einem Bauteil eine Temperatur auflegt, sich dieses Bauteil nicht weiter abkühlen oder erwärmen kann. Man muss also die Last "Temperatur" erst deaktivieren um einen Wärmeausghleich zu erzeugen. Ich frage mich, wenn ich mir jetzt vorstelle, dass der äußere Quader einer ständigen Erwärmung von den genannten 500°C hat, oder meinetwegen auch eine aktive Kühlung von 22°C, verfälscht doch das abschalten der Last mein Ergebnis, da meine Kühlung dann ja aus ist. (hoffentlich verständlich?):-)

Ich hoffe, mir kann jemand weiterhelfen.

Vielen Dank & Grüße. Körby

[Diese Nachricht wurde von Körby am 13. Sep. 2010 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,

nein, das Problem ist nicht verständlich.
Wenn 500 Grad vorgegeben werden, müssen inder FEM natürlich auch 500 Grad rauskommen. Ein paar Bilder zur Erläuterung des Problems wären hilfreich.
Plus:
Wieviel Energie geht in den einzelnen Randbedingungen rein/raus?
--> Reaktionen ermitteln und bei den Bildern mit dazuschreiben!

Noch ein Tipp: ERst mal beide Randbedingungen EINZELN definieren und schauen, ob das was passiert plausibel ist.
Wenn zuviele Effekte zusammenkommen, fördert das nciht gerade das Verständnis.

Gruss
C. Gebhardt

------------------
Christof Gebhardt
CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

01.jpg 03.jpg 02.jpg

Ich versuch es noch einmal besser zu beschreiben:

Also in 01.jpg erkennt man zuerst die Geometrie. Eine dünne Platte aus drei geometrisch abgegrenzten "Feldern" (rechtes Feld, linkes Feld und kleiner Würfel in der Mitte des linken Feldes). Die Platte soll im gesamten linken Feld vorgeheizt werden. Dies soll praktisch z.B. durch Energieeinbringung mittels eines Induktors geschehen. Das Feld soll so eine konstante Temperatur von 500°C erhalten. Ich gehe bisher davon aus, dass man die induktive Erwärmung einfach ersetzt und zwar mit der gewünschten Endtemperatur, daher Randbedingung linkes Feld: Temperatur = 500°C. (siehe Bild 03.jpg). Zusätzlich soll zeitgleich der kleine Würfel in der Mitte des linken Feldes mit einem Wärmestrom von 100Watt beaufschlagt werden. (siehe Bild 02.jpg)

Beide Randbedingungen laufen paralell ab(siehe Kopplung in Bild 04.jpg & 05.jpg). ich möchte dann gerne als Ergebnis das sich einstellende Temperaturgefälle (Temperaturgradient) zwischen Wärmestrom und Induktion in einer Richtung bestimmen.

Ich erwartete eigentlich ein Ergebnis, dass sich die einzelnen Temperaturfelder der beiden angegebenen Randbedingungen überlagern.

Jetzt ist mir klar geworden, dass der Bereich, in dem ich eine feste Temperatur vorgebe, auch diese Temperatur als Ergebnis nach eine FEM-Rechnung zeigt. jedoch ist meine Vorstellung der oben genannten erwämung und wärmestromeinbrinung die, dass sich zumindest im randbereich des kleinen würfels, aufgrund viel höherer temperaturen  als 500°C im würfel ein deutlicher angleich der temperaturen stattfindet und somit ein temperaturgefälle entsteht.

der tipp mit der einzelnen randbedingungsdefinition ist super 

grüße. körby

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

04.jpg 05.jpg

noch zwei jpgŽs

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,

"gehe bisher davon aus, dass man die induktive Erwärmung einfach ersetzt und zwar mit der gewünschten Endtemperatur, daher Randbedingung linkes Feld: Temperatur = 500°C. "
Das ist das Problem. Wenn die Annahme, T=500 vordefiniert wird, dann kann gar nix anderes passieren. Deshalb muss diese Randbedingung weg und durch irgendwas anderes ersetzt werden.
Was?
Ich würde eine Leistung einspeisen. Wieviel? Aus der ersten Analyse kann man ja die Reaktion bei der Randbedingung 500 Grad ermitteln (Drag&Drop auf Lösung). Diesen Wert würde ich als Startwert hernehmen. Dann wird es sicher zu einer ungleichmässigen Temperaturverteilung kommen, aber dadurch besteht auch die Chance, dass die lokale Leistung zu einer lokalen Temperaturüberhöhung führt. Ob die 100 W dazu überhaupt in der Lage sind, sieht man dann auch schon anhand der Leistung. wenn für die 500 Grad 10 kW nötig sind, kann man sich die Diskussion sparen.

Gruss
C. Gebhardt

------------------
Christof Gebhardt
CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo cgebhardt.

"Aus der ersten Analyse kann man ja die Reaktion bei der Randbedingung 500 Grad ermitteln (Drag&Drop auf Lösung)."

Wie genau meinen Sie das? Kann ich also Rückschlüsse auf diesen Wert mittels einer Darstellung der Wärmestromdichte der ersten Analyse ziehen?

Welche Art der Leistung würden sie einspeisen?
Bzw. wo liegt eigentlich genau der Unterschied zwischen der Leistung: Wärmestromdichte und Leistung: Interne Wärmeerzeugung? Ich möchte wenn möglich versuchen, die Leistung nicht nur auf eine Fläche sondern auf das ganze Volumen einspeisen.

Gruß Körby.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,

Randbedingung Temperatur (die für die 500 Grad) auf Lösung ziehen, dann entsteht ein neues Lösungsobjekt (aus dem Kopf heraus heisst das sinngemäss Reaktion oder so ähnlich). Dann aktualisieren. Dann bekommen man die Leistung, die benötigt wird die 500 Grad zu erzeugen (integral).

Und dann würde ich die Temperaturrandbeidnung löschen (weil sie zu dominant ist) und durch eine eingespeiste Leistung ersetzen.
Die genannten Randbeidnungen tun im Peinzip alle das gleiche, aber mit unterschiedlichem Bezug. Eine Leistung einspeisen entweder als
Watt
Watt/m2
Watt/m3
Interne Wärmeerzeugung wär ok, wenn man den Wert für die Leistung auf das Volumen bezieht (Teilvolumen vorausgesetzt, dazu im DesignModeler schneiden, dann die beiden Teile selektieren und "Form a new part", dann hängen sie für die Vernetzung zusammen, können aber noch als Teilvolumen angesprochen werden)
Gruss
C.Gebhardt

------------------
Christof Gebhardt
CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP