FEM ConstraintHeatflux/de

Beschreibung

Legt eine Wärmestrombelastung auf einer Oberfläche fest. Die folgenden Wärmestromarten werden unterstützt:

• Gleichförmige Wärmestrombelastung einer Oberfläche ${\displaystyle q}$
• Konvektive Wärmestrombelastung einer Oberflächeconvective bei einer Temperatur ${\displaystyle T}$ mit einem Filmkoeffizienten ${\displaystyle h}$ und mit der Umgebungstemperatur (Senke/Umgebung) ${\displaystyle T_0}$. Der konvektive Wärmestrom ${\displaystyle q}$ erfüllt: ${\displaystyle q=h(T-T_0)}$.
• eingeführt in 1.0: Wärmestrahlung einer Oberflächer. Sie erfüllt: ${\displaystyle q=ϵ\sigma (T^4-T_0^4)}$, wobei ${\displaystyle ϵ}$ das Strahlungsvermögen der Oberfläche und ${\displaystyle \sigma }$ die Stefan-Boltzmann-Konstante ist.

Kühlkörper mit Konvektioswärmestrombelastung auf den Flächen, die der Umgebungsluft ausgesetzt sind

Anwendung

1. Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Befehl aufzurufen:
   • Die Schaltfläche Wärmestrombelastung drücken.
   • Den Menüeintrag Modell → Thermische Randbedingungen und Belastungen → Wärmestrombelastung auswählen.
2. Die Schaltfläche Hinzufügen drücken und in der 3D-Ansicht die Flächen auswählen (eingeführt in 1.1: oder Kanten in 2D-Modellen), auf die die Wärmestrombelastung angewendet werden soll. Wahlweise die Schaltfläche Entfernen drücken, um ausgewählte Flächen bzw. Kanten aus der Auswahlliste zu entfernen.
3. Die Art des Wärmeflusses auswählen und die Parameter eingeben.
   • DFlux - allgemeiner Wärmefluss; den Wert für Surface Heat Flux (Oberflächenwärmefluss) in Watt pro Fläche (Flächeninhalt der Oberfläche) (W/m^2) eingeben.
   • Convection (Standardwert) - Konvektionswärmefluss; die gewünschten Werte für Film coefficient (Randschichtbeiwert) und Ambient temperature (Umgebunstemperatur) eingeben.
   • eingeführt in 1.0: Radiation - Strahlungswärmefluss; die gewünschten Werte für Emissivity (Emissionsgrad) und Ambient temperature (Umgebunstemperatur) eingeben.

Eigenschaften

• Daten-EigenschaftAmbient Temp: Umgebungstemperatur (für die Modi Konvektion und Strahlung).
• Daten-EigenschaftFilm Coef: Filmkoeffizient (für den Modus Konvektion).
• Daten-EigenschaftEmissivity: Emissivität (für den Modus Strahlung).
• Daten-EigenschaftDFlux: Verteilter Wärmefluss (für den Modus DFlux).
• Daten-EigenschaftConstraint Type: Art der Wärmeflussbelastung: DFlux, Convection oder Radiation.
• Daten-EigenschaftCavity Radiation - eingeführt in 1.1: Die Hohlraumstrahlung (Oberfläche zu Oberfläche) aktivieren (für den Modus Strahlung).
• Daten-EigenschaftCavity Name - eingeführt in 1.1: Name der Hohlraumdefinition, zu der die Wärmeflussbeschränkung gehört (für den Modus Strahlung).
• Daten-EigenschaftEnable Amplitude - eingeführt in 1.1: Aktiviert die Verwendung der Amplitude von CalculiX für die zeitliche Variation der Wärmeflussbelastung. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird die Größe der Belastung mit dem Amplitudenwert multipliziert, der diesem Zeitpunkt entspricht. Zwischen den angegebenen Werten wird eine lineare Interpolation verwendet. Außerhalb des angegebenen Bereichs werden konstante Werte verwendet.
• Daten-EigenschaftAmplitudenwerte – eingeführt in 1.1: Amplitudentabelle im folgenden Format:

time_1, amplitude_value_1
…

Standard ist Linearer Anstieg von 0% bei t=0 zu 100% bei t=1:

0, 0
1, 1

Hinweise

• Die Wärmestrombelastung verwendet je nach gewähltem Modus die folgenden CalculiX-Karten:
  • *FILM für Convektion
  • eingeführt in 1.0: *RADIATE für Radiation
  • *DFLUX für DFlux