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| 《NX MASTERFEM熱分析教程》 |
【定價】￥46.00
【作者】葉宏 等
【叢 書 名】 UGS PLM套用指導系列叢書
【出 版 社】清華大學出版社
【書 號】 7302117926
【出版日期】 2005 年10月
【開 本】 185×260
【頁 碼】 347
【版 次】1-1
【所屬分類】 計算機 > 計算機科學理論與基礎知識 > 數值計算 > 有限元方法
內容簡介
NX Master FEM的熱分析模組TMG和ESC可用於解決複雜傳熱問題。本書首先介紹NX Master FEM基本功能的使用和有限元分析的過程和手段；其次介紹TMG模組，TMG模組使用先進的有限差分技術對熱模型進行高效數值求解，可模擬非線性和瞬態問題、輻射和傳導、流體流動、相變和自然對流、受迫對流、衛星軌道和太陽加熱、發動機本體的導熱、軌道衛星的傳導和輻射、帶翅片的散熱器的對流冷卻、半導體材料的輻射加熱和熔解及其他問題；最後介紹ESC模組，它是為模擬電子系統中三維空氣流動和傳熱行為而設計的，可模擬單獨元件、多晶片模組、散熱片、PC主機板、完整的電子系統。ESC結合了強大的CFD和先進的熱求解技術。本書適用於熱工、航空航天及電子系統設計專業的本科生、研究生及從事相關專業的工程師和研究人員。
目錄介紹
目 錄
第1部分 NX Master FEM基礎篇1
第1章 NX Master FEM入門1
1.1 概述1
1.2 NX Master FEM 是什麼1
1.3 NX Master FEM TMG簡介2
1.4 什麼是NX Master FEM TMG2
1.5 NX Master FEM TMG能做什麼2
1.6 TMG模擬流程圖3
1.7 TMG與 NX Master FEM ESC的
接口3
1.8 NX Master FEM ESC簡介4
1.9 什麼是NX Master FEM ESC4
1.10 ESC模擬流程圖4
1.11 使用NX Master FEM 啟動表5
1.12 使用滑鼠選擇實體6
1.13 選擇圖示或選單6
1.14 通用圖示7
1.15 使用表格8
1.16 藉助動態導航器創建幾何圖形8
1.17 通過截面創建實體8
1.18 使用不同的視圖模式9
1.19 使用功能鍵實現動態顯示10
1.20 使用選擇過濾器10
1.21 組織工作11
1.22 在獲取幫助前先尋找線索11
1.23 使用快速跟蹤12
1.24 使用指南學習NX Master FEM12
1.25 線上指導：快速提示13
第2章 零件設計基礎14
2.1 概述14
2.2 一些定義14
2.3 基本零件設計概覽15
2.4 為什麼要創建零件15
2.5 使用工作平面16
2.6 在平面上繪圖17
2.7 使用三步造型法17
2.8 畫草圖和標尺寸18
2.9 動態導航器如何幫助繪圖18
2.10 控制幾何約束19
2.11 控制動態導航器19
2.12 添加和刪除約束20
2.13 添加約束20
2.14 添加尺寸20
2.15 修改尺寸21
2.16 在一定位置上繪圖22
2.17 拉伸截面22
2.18 拉伸特徵23
2.19 為零件輸入名稱和編號23
2.20 什麼是歷史樹24
2.21 訪問零件的歷史25
2.22 使用歷史訪問表25
2.23 顯示選擇對象的規則26
2.24 使用選擇過濾器27
2.25 使用區域選項27
2.26 修改尺寸的外觀28
2.27 預選和後選28
2.28 如何更簡單地從圖形視窗中選
擇實體29
2.29 線上指導：畫草圖和加約束29
2.30 線上指導：拉伸和旋轉特徵30
第3章 格線劃分簡介31
3.1 概述31
3.2 使用有限元分析法31
3.3 有限元是什麼31
3.4 區域離散化32
3.5 控制容積方法32
3.6 有限差分的公式33
3.7 創建有限元模型33
3.8 單元類型34
3.9 指定零件的材料34
3.10 材料類型34
3.11 定義材料性質36
3.12 創建材料36
3.13 物理性質表36
3.14 創建物理性質表37
3.15 修改物理性質38
3.16 自由網格劃分概覽39
3.17 創建自由格線39
3.18 自由劃分表面格線40
3.19 格線劃分預覽40
3.20 什麼是組41
3.21 使用幾何圖形組42
3.22 創建和顯示組42
3.23 選擇需要的單元43
第4章 後處理簡介44
4.1 概述44
4.2 後處理概覽44
4.3 載入結果45
4.4 選擇數據結果45
4.5 用溫度等值線評估結果46
4.6 對所需的單元進行後處理47
4.7 創建顯示模板47
4.8 TMG結果數據集48
第5章 創建零件49
5.1 概述49
5.2 調整和拖動49
5.3 處理未被全約束的幾何圖形49
5.4 使用拉伸選項50
5.5 旋轉零件51
5.6 選擇旋轉選項51
5.7 什麼是構造操作52
5.8 引入相關性53
5.9 相關性的類型54
5.10 倒稜角54
5.11 使用零件目錄54
5.12 使用陣列55
5.13 創建矩形陣列56
5.14 創建環形陣列56
5.15 創建特征陣列57
5.16 具有可變參數的陣列57
5.17 添加參考平面58
第6章 零件修改與管理59
6.1 概述59
6.2 修改尺寸59
6.3 修改特徵參數60
6.4 修改截面61
6.5 刪除特徵61
6.6 重現逐步更新過程62
6.7 更新有限元模型63
6.8 在工作檯和抽屜之間迅速移動零件63
6.9 刪除零件64
6.10 複製零件64
6.11 複製與零件相關的有限元模型64
6.12 線上指導：修改特徵65
第7章 使用NX Master FEM Library
和FE Studies66
7.1 概述66
7.2 使用各種數據存儲器66
7.3 什麼是項目66
7.4 什麼是模型檔案67
7.5 什麼是抽屜67
7.6 模型檔案和零件庫的區別是什麼68
7.7 為何要使用零件庫68
7.8 給零件命名並將其保留在工作檯上68
7.9 與工作組內其他成員共享零件68
7.10 把零件放進庫中的選項69
7.11 從庫中取出零件70
7.12 什麼是FE STUDY71
7.13 FE Studies管理71
7.14 替換材料和物理性質71
7.15 替換整個模型中的性質72
7.16 替換模型的部分性質73
7.17 檢查當前FE Study的性質74
7.18 使用FE Studies74
7.19 當前FE Study設定74
7.20 FE Studies的優選項75
7.21 選擇結果75
第8章 為有限元模型準備零件77
8.1 概述77
8.2 為有限元模型準備零件過程概覽77
8.3 抑制特徵77
8.4 創建表面79
8.5 修整表面79
8.6 檢查表面的自由邊79
8.7 縫補表面80
8.8 零件分區80
8.9 用Extrude命令為零件分區81
8.10 軸對稱模型81
8.11 創建軸對稱線框模型82
8.12 把線框附著在零件上82
第9章 格線劃分83
9.1 概述83
9.2 權衡模型規模和求解時間83
9.3 用自由格線劃分實體單元84
9.4 指定局部單元的尺寸84
9.5 單元信息85
9.6 映射格線劃分和自由格線劃分85
9.7 使用映射格線劃分86
9.8 在表面上定義映射格線劃分86
9.9 在多於四條邊的面上進行映射
格線劃分87
9.10 在體中定義映射格線劃分87
9.11 為體設定映射格線劃分的選項88
9.12 對N面體進行格線劃分89
9.13 刪除格線89
9.14 使用梁單元格線90
9.15 創建梁截面91
9.16 用自由格線劃分定義梁單元91
9.17 在單元上定義梁截面91
9.18 生成梁單元格線93
第10章 格線質量檢查94
10.1 概述94
10.2 質量檢查概覽94
10.3 殼單元格線的質量檢查94
10.4 檢查變形和拉伸95
10.5 檢查變形和拉伸的四邊形殼單元95
10.6 檢查扭曲96
10.7 檢查重合節點97
10.8 檢查重合單元98
10.9 檢查單元的自由邊98
10.10 檢查單元法線的一致性98
10.11 檢查變形和拉伸的四面體99
10.12 “門鉸鏈”單元100
第11章 高級格線劃分101
11.1 概述101
11.2 輔助建模技術概覽101
11.3 通過拉伸生成單元101
11.4 修改單元屬性102
11.5 修改格線劃分定義103
11.6 修改單元的物理性質103
11.7 修改單元的材料性質103
11.8 隨溫度變化的材料性質104
11.9 創建物性隨溫度變化的材料104
11.10 正交各向異性材料106
11.11 定義正交各向異性材料106
11.12 正交各向異性材料的方向矢量107
11.13 輻射表面的性質108
11.14 單元顯示選項108
11.15 將兩個FE模型合併108
第12章 後處理110
12.1 概述110
12.2 顯示設定110
12.3 設定計算範圍111
12.4 單元顯示111
12.5 設定數據範圍111
12.6 利用探針顯示模型中特定點
的結果112
12.7 數據評估113
12.8 結果的動畫顯示114
12.9 顯示箭頭圖114
12.10 結果的曲線圖115
12.11 選擇要畫曲線圖的實體115
12.12 創建圖形檔案116
第13章 NX Master FEM 結果顯示器117
13.1 概述117
13.2 創建顯示117
13.3 顯示設定118
13.4 選擇結果118
13.5 將結果寫入電子數據表119
13.6 色條120
13.7 等值線、單元及箭頭顯示121
13.8 顯示模式121
13.9 定義剖面122
13.10 ISO游標顯示123
13.11 結果的動畫顯示123
13.12 顯示的優選項124
13.13 列印結果124
第14章 組和顯示126
14.1 概述126
14.2 創建選項126
14.3 選擇想要的單元126
14.4 顯示選項127
14.5 顯示相鄰實體127
14.6 在組表中操作組128
14.7 使用快速過濾器128
14.8 選擇組129
14.9 使用布爾組129
第2部分 TMG熱分析篇131
第15章 NX Master FEM TMG簡介131
15.1 概述131
15.2 TMG系統列131
15.3 實體管理132
15.4 基於實體繪製幾何圖形133
15.5 通用的單元選擇方法134
15.6 與輻射相關的實體的單元選擇134
15.7 熱傳導建模134
15.8 施加邊界條件135
15.9 熱邊界條件135
15.10 熱負荷邊界條件136
15.11 單元熱流密度136
15.12 對流和輻射邊界條件137
15.13 電壓和電流邊界條件137
15.14 珀耳帖製冷器邊界條件138
15.15 恆溫器139
15.16 創建表格定義因變數139
15.17 其他因變數邊界條件140
15.18 對流邊界條件141
15.19 輻射邊界條件141
15.20 模型的求解141
15.21 檢查結果141
第16章 圖元143
16.1 概述143
16.2 圖元概覽143
16.3 創建圖元143
16.4 設定圖元的位置144
16.5 指定點和參數145
16.6 合併點以模擬熱傳導145
16.7 利用熱耦合模擬熱傳導146
16.8 利用Solid from Shell 技術為
圖元劃分格線146
16.9 輸入和輸出圖元147
第17章 熱耦合148
17.1 概述148
17.2 什麼是熱耦合148
17.3 使用熱耦合148
17.4 理解熱耦合149
17.5 理解熱耦合：主單元的選擇149
17.6 理解熱耦合：特殊形狀150
17.7 理解熱耦合：消除板內假導熱150
17.8 理解熱耦合：格線尺寸151
17.9 創建熱耦合151
17.10 熱耦合的單元類型152
17.11 熱耦合類型152
17.12 熱耦合的性質153
17.13 變化的熱耦合153
17.14 非幾何單元154
17.15 創建非幾何單元154
17.16 使用非幾何單元154
17.17 特殊的非幾何單元155
17.18 熱耦合例1：粘接連結155
17.19 熱耦合例2：電路板插槽155
17.20 熱耦合例3：螺栓接口156
17.21 熱耦合例4：蜂窩結構板上
的多層輻射隔熱157
17.22 熱耦合總結158
第18章 熱傳導建模159
18.1 概述159
18.2 TMG熱傳導求解法159
18.3 用CG法計算的溫度結果159
18.4 單元CG法的優點160
18.5 單元CG和單元變形160
18.6 多層殼單元161
第19章 使用求解器162
19.1 概述162
19.2 TMG求解器概覽162
19.3 模擬設定162
19.4 穩態分析的參數設定164
19.5 使用穩態分析參數164
19.6 瞬態分析的概念165
19.7 瞬態分析的參數設定165
19.8 使用瞬態分析參數165
19.9 瞬態積分控制方法167
19.10 周期性收斂167
19.11 求解方法167
19.12 Jacobi求解器選項169
19.13 求解器高級選項169
19.14 流動選項170
19.15 初始條件170
19.16 創建初始溫度171
19.17 使用再次計算控制171
19.18 確定RCmin的技巧172
19.19 瞬態分析總結173
第20章 結果174
20.1 概述174
20.2 結果數據類型的選項174
20.3 驗證結果175
20.4 生成單元或組報告176
20.5 生成單元報告176
20.6 生成組報告176
20.7 結果報告器177
第21章 輻射179
21.1 概述179
21.2 輻射概覽179
21.3 輻射建模179
21.4 適用於輻射的單元類型180
21.5 發射率和逆側發射率181
21.6 顯示單元的正側182
21.7 選擇用於輻射的單元182
21.8 輻射理論簡介183
21.9 理解黑體視角係數183
21.10 陰影檢查184
21.11 單元子劃分185
21.12 Hemicube算法185
21.13 創建輻射模型185
21.14 腔體186
21.15 創建輻射請求186
21.16 輻射請求類型187
21.17 腔體輻射請求187
21.18 封閉空間188
21.19 簡化輻射矩陣189
21.20 檢查輻射計算：視角係數的和189
21.21 控制輻射計算的精度190
21.22 誤差判據191
21.23 固定子劃分191
21.24 輻射傳熱192
21.25 奧本海姆輻射算法192
21.26 哥布哈特方法193
21.27 創建逆側實體194
21.28 理解逆側194
21.29 單元輻射開關195
21.30 陰影檢測的技巧196
21.31 輻射總結196
第22章 已定義的輻射源和環境加熱197
22.1 概述197
22.2 TMG輻射的兩種形式197
22.3 建立已定義的輻射源或環境
加熱模型198
22.4 輻射加熱概念198
22.5 創建輻射熱源199
22.6 白天太陽能加熱的概念199
22.7 創建白天太陽能加熱200
22.8 定義太陽輻射密度200
22.9 定義其他作用201
22.10 確定模型的朝向201
22.11 定義恆定的太陽位置203
22.12 定義變化的太陽矢量203
22.13 光線跟蹤204
22.14 從輻射計算中取消單元204
22.15 輻射加熱總結205
第23章 衛星及軌道分析206
23.1 概述206
23.2 軌道加熱的概念206
23.3 參考矢量207
23.4 軌道術語207
23.5 創建軌道208
23.6 軌道類型選擇209
23.7 軌道類型定義209
23.8 行星和太陽的特徵210
23.9 軌道參數210
23.10 衛星的姿勢211
23.11 旋轉和自旋衛星211
23.12 計算位置213
23.13 軌道顯示213
23.14 激活軌道214
23.15 Orbit/ Attitude Modeling分析
的細節214
23.16 機械運動效果建模215
23.17 定義連線215
23.18 連線參數216
第24章 管道流動網路217
24.1 概述217
24.2 管道流動概覽217
24.3 理解管道流動217
24.4 為管道流動建模創建曲線218
24.5 創建梁截面219
24.6 為管道流動網路創建梁單元格線219
24.7 風扇/泵實體220
24.8 進/出口實體221
24.9 管道性質222
24.10 壓頭損失替代222
24.11 管道摩擦223
24.12 流動截面替代223
24.13 錐形過渡段223
24.14 對邊界層影響建模224
24.15 流體網路基礎224
24.16 管道單元225
24.17 選擇流動模型的結果225
24.18 流動模型的求解器選項225
24.19 檢查流動模型的結果226
24.20 閉循環建模技巧227
24.21 多種流體建模技巧227
第25章 對流228
25.1 概述228
25.2 流體網路概覽228
25.3 受迫對流228
25.4 創建受迫對流耦合229
25.5 受迫對流耦合細節229
25.6 自然對流230
25.7 創建自然對流耦合231
25.8 自然對流耦合的細節231
25.9 環境條件232
25.10 流體網路/對流總結232
第26章 NX Master FEM邊界條件任務：
數據邊和數據面234
26.1 概述234
26.2 使用邊界條件任務234
26.3 傳熱邊界條件概覽234
26.4 邊界條件任務與TMG邊界條件236
26.5 定義傳熱邊界條件236
26.6 傳熱邊界條件一覽表237
26.7 創建基於幾何圖形的邊界條件237
26.8 創建輻射邊界條件237
26.9 創建其他邊界條件238
26.10 創建邊界條件集239
26.11 理解邊界條件集239
26.12 在TMG熱分析中使用邊界
條件集240
26.13 什麼是數據實體241
26.14 數據實體的圖形顯示241
26.15 用函式創建數據邊242
26.16 用數據邊定義邊上的變數負荷242
26.17 用函式定義數據面243
26.18 用函式創建數據面244
26.19 用結果集創建數據面244
26.20 用數據面定義面上的變數負荷245
26.21 按比例繪負荷圖245
26.22 修改數據邊246
26.23 修改數據面246
26.24 線上指南：使用數據邊和數
據面247
26.25 節省時間的特殊技巧248
第3部分 電子系統冷卻（ESC）篇249
第27章 NX Master FEM ESC簡介249
27.1 概述249
27.2 ESC任務249
27.3 ESC邊界條件概覽250
27.4 定義邊界條件251
27.5 流動邊界條件的格線劃分252
27.6 ESC實體管理252
第28章 流動建模254
28.1 概述254
28.2 流體流動與熱傳導/輻射建模254
28.3 流動表面255
28.4 使用流動表面為對流換熱建模255
28.5 為流動表面定義表面性質255
28.6 理解表面對流性質256
28.7 創建流動表面257
28.8 流動表面例1：PC主機板258
28.9 流動表面例2：實體零件的對流258
28.10 流動表面例3：自旋和平移
壁面259
28.11 為流體流動創建格線259
28.12 流體格線的大小260
28.13 殼單元格線與流體格線的匹配260
28.14 在流動表面周圍進行格線劃分261
28.15 非平面流動表面261
28.16 流體區域的格線劃分技術261
28.17 自由格線劃分概覽263
28.18 映射格線劃分概覽263
28.19 投影和拉伸網格劃分概覽264
28.20 連線流體格線264
28.21 節省時間的特殊技巧266
第29章 流動邊界條件267
29.1 概述267
29.2 創建外部風扇和通風孔267
29.3 創建內部風扇268
29.4 創建循環風扇268
29.5 風扇漩渦效應模擬269
29.6 為風扇或通風孔的百葉窗建模270
29.7 施加在風扇和通風孔上的其他
邊界條件271
29.8 在風扇目錄中選擇風扇271
29.9 定義風扇曲線272
29.10 將風扇曲線用作邊界條件273
29.11 對內部屏建模273
29.12 創建流動的體積障礙物274
29.13 流動障礙物周圍的流體格線
劃分275
29.14 對稱建模275
29.15 設定環境條件276
29.16 模擬自然對流277
第30章 熱建模278
30.1 概述278
30.2 為模擬熱傳導創建格線278
30.3 用三維單元對實體零件建模279
30.4 用二維和一維單元對零件建模279
30.5 熱傳導格線劃分技巧279
30.6 門鉸鏈單元280
30.7 創建熱邊界條件281
30.8 使用低維單元施加邊界條件281
30.9 從腔體箱的傳熱282
30.10 電壓和電流邊界條件283
30.11 珀耳帖致冷器邊界條件283
30.12 數據制表284
30.13 熱耦合285
第31章 結果生成和後處理286
31.1 概述286
31.2 生成結果286
31.3 結果的類型287
31.4 單元和節點上的熱數據288
31.5 節點上的流體數據289
31.6 守恆和修正的流動結果289
31.7 顯示等值線圖290
31.8 設定數據範圍290
31.9 使用探針顯示模型結果290
31.10 使用探針顯示模型數據291
31.11 顯示單元判據圖292
31.12 理解箭頭選項292
31.13 設定計算區域292
31.14 使用Keep Previous293
31.15 顯示矢量路徑294
31.16 創建矢量路徑294
31.17 結果的動畫顯示294
31.18 保存圖296
31.19 節省時間的技巧296
第32章 輔助格線劃分技術300
32.1 概述300
32.2 輔助格線劃分技術概覽300
32.3 設定工作平面301
32.4 創建節點301
32.5 複製節點301
32.6 手動創建單元302
32.7 修改單元屬性303
32.8 實體單元的表面覆蓋303
32.9 定義材料的方向性303
第33章 模型求解305
33.1 概述305
33.2 求解過程概覽305
33.3 設定求解器控制306
33.4 設定流動求解器選項307
33.5 選擇流動求解器的時間步長307
33.6 選擇粘性模型308
33.7 設定熱求解器選項308
33.8 設定耦合收斂選項308
33.9 順序求解和並行求解309
33.10 求解器高級選項310
33.11 指定運行目錄310
33.12 設定初始條件311
33.13 再次求解312
33.14 在批處理模式下運行求解器312
33.15 使用求解監視器313
33.16 監視流動求解的收斂313
33.17 監視耦合收斂314
33.18 監視求解狀態314
33.19 監視風扇的收斂316
33.20 終止和暫停求解器316
33.21 理解模型總結信息317
33.22 理解流動求解器信息318
33.23 理解熱求解器信息318
33.24 理解求解總結信息319
33.25 查看信息和收斂圖320
第34章 高級主題321
34.1 概述321
34.2 旋轉參照系321
34.3 周期性邊界條件322
34.4 湍流建模322
34.5 FTV湍流模型323
34.6 混合長度模型323
34.7 K-E湍流模型324
34.8 設定粘性模型的長度尺度324
34.9 設定L和V尺度325
34.10 為K-E湍流模型選擇入口
湍流尺度325
34.11 選擇自然對流的物理時間步長326
34.12 封閉箱體內的自然對流問題327
34.13 設定鬆弛因子327
34.14 設定平流求解格式328
34.15 其他信息來源329
第35章 瞬態分析330
35.1 概述330
35.2 定義瞬態分析的材料性質330
35.3 瞬態分析的概念331
35.4 瞬態邊界條件331
35.5 瞬態分析求解器控制332
35.6 流動求解器的瞬態和穩態選項333
35.7 流動求解器的瞬態選項333
35.8 流動求解器的瞬態選項：時間
步長334
35.9 流動求解器的瞬態選項：結果
輸出334
35.10 熱求解器的瞬態選項335
35.11 再次計算335
35.12 初始條件337
35.13 隨時間變化的環境條件338
35.14 風扇關閉338
35.15 安全孔339
第36章 常見問題及其解決341
36.1 概述341
36.2 從簡單著手341
36.3 使用模型檢查341
36.4 使用參考實體342
36.5 檢查單元屬性342
36.6 檢查格線質量343
36.7 檢查單元法線的一致性343
36.8 顯示ESC邊界條件343
36.9 刪除與邊界條件相關的單元344
36.10 檢查流動表面周圍的格線345
36.11 創建處理過的流動模型345
36.12 注意非物理情況的出現346
36.13 檢查質量、動量和能量守恆346
