No Boundaries ANSYS热分析指南 密度(W/m2),k为导热系数(W/m-℃),“-”表示热量流向温度降低的方向 2、热对流 热对流是指固体的表面与它周围接触的流体之间,由于温差的存在引起的热量 的交换。热对流可以分为两类:自然对流和强制对流。热对流用牛顿冷却方程来描 述:q"=h(T-TB),式中h为对流换热系数(或称膜传热系数、给热系数、膜系 数等),T为固体表面的温度,T为周围流体的温度 3、热辐射 热辐射指物体发射电磁能,并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。物体 温度越高,单位时间辐射的热量越多。热传导和热对流都需要有传热介质,而热辐 射无须任何介质。实质上,在真空中的热辐射效率最高 在工程中通常考虑两个或两个以上物体之间的辐射,系统中每个物体同时辐射 并吸收热量。它们之间的净热量传递可以用斯蒂芬一波尔兹曼方程来计算 q=Ea1F2(T4-72),式中q为热流率,E为辐射率(黑度),σ为斯蒂芬一波尔 兹曼常数,约为567×103W/m2K4,A1为辐射面1的面积,F12为由辐射面1到辐 射面2的形状系数,T为辐射面1的绝对温度,T2为辐射面2的绝对温度。由上式 可以看出,包含热辐射的热分析是高度非线性的。 四、稳态传热 如果系统的净热流率为0,即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的 热量:q藏和q生-q=0,则系统处于热稳态。在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变 化。稳态热分析的能量平衡方程为(以矩阵形式表示) [k]T}={ 式中:[K]为传导矩阵,包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数 T}为节点温度向量 Q}为节点热流率向量,包含热生成 ANSYS利用模型几何参数、材料热性能参数以及所施加的边界条件,生成[K]、 {r}以及{e}。 五、瞬态传热 瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。在这个过程中系统的温度、热流率、热 边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。根据能量守恒原理,瞬态热平衡可以表达为(以 矩阵形式表示) [CKF+[KkT)=s 式中:[K为传导矩阵,包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数 [为比热矩阵考虑系统内能的增加 T}为节点温度向量No Boundaries ANSYS热分析指南 —————————————————————————————————————————————— 密度（W/m2）， k 为导热系数（W/m-℃），“-”表示热量流向温度降低的方向。 2、热对流 热对流是指固体的表面与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量 的交换。热对流可以分为两类：自然对流和强制对流。热对流用牛顿冷却方程来描 述： ( ) q = h TS − TB  ，式中 h 为对流换热系数（或称膜传热系数、给热系数、膜系 数等）， TS 为固体表面的温度， TB 为周围流体的温度。 3、热辐射 热辐射指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。物体 温度越高，单位时间辐射的热量越多。热传导和热对流都需要有传热介质，而热辐 射无须任何介质。实质上，在真空中的热辐射效率最高。 在工程中通常考虑两个或两个以上物体之间的辐射，系统中每个物体同时辐射 并吸收热量。它们之间的净热量传递可以用斯蒂芬— 波 尔 兹 曼 方 程来 计 算 ： q = A1F12 T1 − T 4 2 4 ( ) ，式中 q 为热流率，  为辐射率（黑度），  为斯蒂芬－波尔 兹曼常数，约为 5.67×10-8W/m2 .K4，A1 为辐射面 1 的面积， F12 为由辐射面 1 到辐 射面 2 的形状系数， T1 为辐射面 1 的绝对温度， T2 为辐射面 2 的绝对温度。由上式 可以看出，包含热辐射的热分析是高度非线性的。 四、稳态传热 如果系统的净热流率为０，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的 热量：q 流入+q 生成-q 流出=0，则系统处于热稳态。在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变 化。稳态热分析的能量平衡方程为（以矩阵形式表示） KT = Q 式中： K 为传导矩阵，包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数； T 为节点温度向量； Q 为节点热流率向量，包含热生成； ANSYS 利用模型几何参数、材料热性能参数以及所施加的边界条件，生成 K、 T 以及 Q 。 五、瞬态传热 瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。在这个过程中系统的温度、热流率、热 边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。根据能量守恒原理，瞬态热平衡可以表达为（以 矩阵形式表示）： CT KT Q  + = 式中: K 为传导矩阵，包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数； C 为比热矩阵,考虑系统内能的增加; T 为节点温度向量；