
4.2.3. Элементы связанных полей
Другие конечные элементы, называемые элементами связанных полей, имеют несколько степеней свободы, одна из которых - это температура.
Эти элементы используются для анализа связанных физических полей, когда рассматриваются проблемы на стыке различных технических дисциплин (тепло, прочность, магнетизм и т.д.).
Тепло / |
|
|
электричество: |
LINK68 |
Линейный тепло/электрический |
|
PLANE67 |
Двумерный тепло/электрический |
|
|
твердотельный |
|
SOLID69 |
Трехмерный тепло/электрический |
|
|
твердотельный |
|
SOLID5 |
Трехмерный элемент связанных полей |
|
|
твердотельный |
|
SOLID98 |
Четырехгранный элемент связанных |
|
|
полей твердотельный |
Тепло / |
|
|
прочность: |
SOLID5 |
Трехмерный элемент связанных полей |
|
|
твердотельный |
|
SOLID98 |
Четырехгранный элемент связанных |
|
|
полей твердотельный |
|
PLANE13 |
Двумерный элемент связанных полей |
|
|
твердотельный |
Тепло / |
|
|
гидродинамика: |
FLUID 15 |
Двумерный тепло/гидродинамический |
|
FLUID66 |
Трубчатый элемент |
|
|
тепло/гидродинамический |
Обратите внимание, что элементы SOLID5 и SOLID98 могут быть использованы как в связанном тепло-электрическом анализе, так и в тепло-прочностном.
Элементы SOLID5, SOLID98 и PLANE13 можно также использовать для выполнения магнитно-теплового анализа.
4.2.4. Специальные элементы
Существуют и другие элементы, которые имеют несколько степеней свободы, одна из которых - температура.
Такие элементы обычно используются для приложений теплового анализа, приведенных ниже:
COMBIN37 |
Управляющий элемент (по времени и температуре) |
|
|
SURF19 |
Двумерный элемент с поверхностным эффектом |
|
(нагружение по поверхности) |
SURF22 |
Трехмерный элемент с поверхностным эффектом |
|
|
MATRIX50 |
Суперэлемент (подконструкция с радиацион. эффектом) |
Элемент COMBIN37 может использоваться для задания теплового потока как функции температуры (например, для моделирования термостата). Использование этого элемента делает тепловой анализ нелинейным.
Конечные элементы с поверхностным эффектом, SURF19 и SURF22, используются для приложения определенных поверхностных нагрузок (подробнее об этом в следующих главах).
Конечный элемент MATRIX50 может использоваться как суперэлемент в методе подконструкций. Этот суперэлемент может представлять матрицу излучения в тепловом анализе. Матрица излучения обрабатывается вспомогательным процессором AUX12. (Подробнее об излучении см. в Главе 8.)
При выборе тепловых элементов следует руководствоваться следующим:
Соответствует ли тип элемент решаемой задаче? Обращайтесь за подробностями к руководству “Элемент”.
Следует использовать, если возможно, двумерные расчетные модели: их намного проще создать и с их помощью можно быстрее получить решение, чем для трехмерных моделей. Старайтесь использовать, когда возможно, преимущества, которые дает симметрия модели.
Использование элементв более низкого порядка с соответствующей сеткой может дать точные результаты при меньших затратах ресурсов по сравнению с элементом высокого порядка (со срединными узлами на сторонах).
Следует удостовериться, что возможности конечного элемента соответствуют целям конкретного приложения. Ознакомьтесь с разделом руководства “Элемент”, который относится к выбранному элементу, и обратите особое внимание на ограничения и допущения для данного элемента.
В общем случае элементы более высокого порядка со срединными узлами на сторонах более точны, чем элементы более низкого порядка, но требуют большей вычислительной работы.
Элементы низкого порядка с мелкой сеткой дают такие же или лучшие результаты, чем элементы более высокого порядка с крупной сеткой, и более экономичны по затратам ресурсов. Для большинства практических задач можно использовать все (или значительную часть) элементов низкого порядка с четырехугольной сеткой (PLANE55 для двумерных задач и SOLID70 для трехмерных) и получать хорошие результаты.