Einleitung

Bisher haben wir nur Temperaturfeldberechnungen im stationären Zustand (steady-state thermal) durchgeführt. Im nun folgenden Praktikum werden wir nun zeitabhängig (transient) rechnen. Somit wird nicht nur eine Berechnung durchgeführt, sondern für jeden Zeitschritt eine extra Rechnung. Hier macht sich besonders eine ressourceneffiziente Vernetzung und Abstrahierung (z.B. mit 2D) bemerkbar.

Im Gegensatz zur bisher durchgeführten stationären Analyse gibt es ein paar Besonderheiten. Hierbei ist vor allem die Wahl des Zeitschritts in Abhängigkeit der Vernetzung wichtig, da es sonst zu numerischen Ungenauigkeiten kommen kann.

Veränderungen gegenüber statischer Rechnung

Um sich einen Überblick der Veränderung von der transienten gegenüber der stationären Temperaturberechnung zu verschaffen, wird dies nachfolgend Abschnittsweise durchgeführt:

0. Analyse hinzufügen (Workbench)

• Statt "Steady-State Thermal" wird nun die "Transient Thermal" Analyse im Workbench Projektmenü hinzugefügt

  

1. Materialdefinition (Workbench)

• Berücksichtigung des Einfluss von Wärmespeicherung durch Verwendung der Materialparametern spezifische Wärmekapazität und Dichte.

<aside> 💡 Weiterhin können die Materialparameter auch temperaturabhängig definiert werden. Dabei wird dann eine nichtlineare Analyse durchgeführt, da eine iterative Berechnung notwendig ist.

Bisher haben wir im Praktikum nur lineare Berechnungen durchgeführt. Da wir auch weiterhin nur temperaturunabhängige Materialparameter verwenden, werden wir auch nicht auf die nichtlineare Berechnung eingehen.

</aside>

2. Geometrieerstellung (SpaceClaim)

• keine Änderungen gegenüber "Steady-State Thermal" notwendig

3. Materialzuweisung (Mechanical)

• keine Änderungen gegenüber "Steady-State Thermal" notwendig

4. Vernetzung (Mechanical)

• Die Elementgröße spielt für die transiente Berechnung eine besondere Rolle, da sich der Zeitschritt aus der dieser berechnet. Somit ist hier ggf. eine genauere Definition der Vernetzung notwendig.

5. Randbedingungen (Mechanical)

• Wenn gewünscht können Randbedingungen zeitabhängig definiert werden. Mehr Informationen dazu im Kapitel Übersicht Randbedingungen aus dem dritten Praktikum.

6. Lösungseinstellungen (Mechanical)

• Einstellung der Initialbedingungen (Anfangstemperatur) auf konstant oder nicht konstant
  • Details: Initial Temperature
• Einstellung des Zeitschritts und der Endzeit
  • Details: Analysis Settings