内容简介
本书以ANSYS Workbench 2024为操作平台，详细介绍了利用Workbench平台进行热力学分析的相关功能及应用。
本书内容丰富，涉及领域广泛，读者在掌握软件操作的同时，也能掌握解决相关工程领域实际问题的思路与方法。
全书涉及基础理论、项目范例和高级应用等内容。基础理论部分从有限元理论着手，介绍了热力学分析的基础理论以及Workbench平台的基础知识。项目范例部分以项目范例为指导，讲解在Workbench平台中进行的稳态热分析、非稳态热分析、热辐射分析等内容的理论计算公式与案例实际操作的方法。高级应用部分讲解了在Workbench平台中进行的相变分析、优化分析、热应力耦合分析、热流耦合分析等内容。同时，随书附赠算例源文件、教学视频及电子教案，从而增强读者阅读体验并提高学习效率。
本书工程实例丰富、讲解详尽，内容安排循序渐进、深入浅出，可以作为工程领域技术人员从事工程研究的参考书，
也可以作为理工院校土木工程、机械工程、力学、电气工程等与热力学分析有关专业的高年级本科生、研究生及教师的培训教程。
目录
前言
第1章热力学分析的理论基础
1.1传热学概述
1.1.1传热的基本方式
1.1.2传热过程
1.2导热
1.2.1基本概念及傅里叶定律
1.2.2导热系数
1.2.3微分方程式
1.2.4单值性条件
1.3本章小结
第2章几何建模
2.1Workbench平台概述
2.1.1平台界面
2.1.2菜单栏
2.1.3工具栏
2.1.4工具箱
2.2几何建模
2.2.1DesignModeler几何建模平台
2.2.2菜单栏
2.2.3工具栏
2.2.4常用命令栏
2.2.5树轮廓
2.3几何建模实例
2.3.1连接板几何建模
2.3.2连接板同步几何建模
2.4本章小结
第3章网格划分
3.1网格划分方法及设置
3.1.1网格划分适用领域
3.1.2网格划分方法
3.1.3网格默认设置
3.1.4网格尺寸设置
3.1.5网格膨胀层设置
3.1.6网格高级选项
3.1.7网格质量设置
3.1.8网格评估统计
3.2网格划分实例
3.2.1网格尺寸控制
3.2.2扫掠网格划分
3.2.3多区域网格划分
3.3本章小结
第4章边界条件与后处理
4.1边界条件设置
4.2后处理
4.2.1查看结果
4.2.2显示结果
4.2.3显示温度结果
4.2.4用户自定义输出结果
4.2.5后处理结果
4.3分析实例
4.3.1问题描述
4.3.2创建分析项目
4.3.3导入创建的几何体
4.3.4添加材料库
4.3.5添加模型材料属性
4.3.6划分网格
4.3.7施加载荷与约束
4.3.8结果后处理
4.3.9保存与退出
4.4本章小结
第5章稳态热分析
5.1稳态导热
5.1.1平壁导热理论
5.1.2通过圆筒壁的导热
5.2复合层平壁导热分析
5.2.1问题描述
5.2.2解析方法计算
5.2.3创建分析项目
5.2.4创建几何体模型
5.2.5创建分析项目
5.2.6划分网格
5.2.7施加载荷与约束
5.2.8结果后处理
5.2.9保存与退出
5.3复合层圆筒壁导热分析
5.3.1问题描述
5.3.2解析方法计算
5.3.3创建分析项目
5.3.4创建几何体模型
5.3.5创建分析项目
5.3.6划分网格
5.3.7施加载荷与约束
5.3.8结果后处理
5.3.9保存与退出
5.4本章小结
第6章非稳态热分析
6.1非稳态导热的基本概念
6.2无限大平壁导热分析
6.2.1问题描述
6.2.2解析方法计算
6.2.3创建分析项目
6.2.4创建几何体模型
6.2.5创建分析项目
6.2.6划分网格
6.2.7施加载荷与约束
6.2.8瞬态计算
6.2.9保存与退出
6.3热电偶接点散热仿真
6.3.1问题描述
6.3.2解析解法介绍
6.3.3创建分析项目
6.3.4创建几何体模型
6.3.5创建分析项目
6.3.6划分网格
6.3.7施加载荷与约束
6.3.8结果后处理
6.3.9保存与退出
6.4本章小结
第7章非线性热分析
7.1非线性热分析概述
7.2平板非线性热分析
7.2.1问题描述
7.2.2创建分析项目
7.2.3创建几何体模型
7.2.4创建分析项目
7.2.5划分网格
7.2.6施加载荷与约束
7.2.7结果后处理
7.2.8保存与退出
7.3本章小结
第8章热辐射分析
8.1基本概念
8.1.1热辐射的本质和特点
8.1.2吸收、反射和投射
8.2空心半球与平板的热辐射分析
8.2.1问题描述
8.2.2创建分析项目
8.2.3定义材料参数
8.2.4导入模型
8.2.5划分网格
8.2.6定义荷载
8.2.7求解及后处理
8.2.8保存并退出
8.3本章小结
第9章相变分析
9.1相变分析简介
9.1.1相与相变
9.1.2潜热与焓
9.1.3相变分析基本思路
9.2飞轮铸造相变模拟分析
9.2.1问题描述
9.2.2创建分析项目
9.2.3导入几何体模型
9.2.4创建分析项目
9.2.5保存与退出
9.3本章小结
第10章优化分析
10.1优化分析简介
10.1.1优化设计概述
10.1.2Workbench结构优化分析简介
10.1.3Workbench结构优化分析
10.2散热肋片优化分析
10.2.1问题描述
10.2.2创建分析项目
10.2.3创建几何体模型
10.2.4创建分析项目
10.2.5划分网格
10.2.6施加载荷与约束
10.2.7结果后处理
10.2.8保存与退出
10.3本章小结
第11章热应力耦合分析
11.1热应力概述
11.2瞬态热应力分析
11.
前言/序言
ANSYS公司的ANSYS Workbench作为多物理场及优化分析平台，将流体市场占据份额较大的Fluent
及CFX软件集成起来，同时将电磁行业分析标准的ANSOFT系列软件集成到其平台中，并且提供
了软件之间的数据耦合，给用户带来了极大的便利。
ANSYS Workbench提供了CAD双向参数链接互动、项目数据自动更新机制、全面的参数管理、
无缝集成的优化设计工具等，使ANSYS在“仿真驱动产品设计”（SDPD）方面达到了前所未
有的高度。Workbench还具有强大的结构、流体、热、电磁及其相互耦合分析功能。
1.本书特点
本书以初、中级读者为对象，首先从有限元基本原理及ANSYS Workbench使用基础讲起，再
辅以ANSYS在工程中的应用案例，帮助读者尽快掌握使用Workbench进行有限元分析的技能。
书中不仅是对软件操作过程的详细讲解，还通过理论与实际操作相结合的方式帮助读者加深
对有限元方法的理解。
本书结合笔者多年ANSYS使用经验与实际工程应用案例，将ANSYS软件的使用方法与技巧详
细地讲解给读者。本书在讲解过程中步骤详尽、内容新颖，讲解过程辅以相应的图片，使读
者在阅读时一目了然，从而快速掌握书中所讲内容。
书中的案例是基于笔者多年来对热力学有限元分析方法及热学相关理论的深入理解进行编
写，相关案例均给出了解析计算的方法并与有限元算法计算的结果进行了对比。
2.本书内容
本书在必要的理论概述基础上，通过大量典型案例对ANSYS Workbench分析平台中的模块
进行详细介绍，并结合实际工程与生活中的常见问题进行详细讲解。全书分为基础理论、
项目范例、高级应用的内容，具体安排如下。
基础理论部分介绍了有限元理论和ANSYS Workbench平台基本操作、几何建模与导入
方法、网格划分及网格质量评价方法、结果的后处理操作等内容，包括以下4个章节。
第1章：热力学分析的理论基础
第2章：几何建模
第3章：网格划分
第4章：边界条件与后处理
项目范例部分介绍了ANSYS Workbench平台结构基础分析内容，如稳态热分析、
非稳态热分析、热辐射分析等内容，包括以下4个章节。
第5章：稳态热分析
第6章：非稳态热分析
第7章：非线性热分析
第8章：热辐射分析
高级应用部分介绍了ANSYS Workbench平台结构进阶分析功能，如热应力分析、
热流分析、热学优化分析等内容，包括以下4个章节。
第9章：相变分析
第10章：优化分析
第11章：热应力耦合分析
第12章：热流耦合分析
本书中所有算例源文件可以关注封底的“IT有得聊”或“仿真技术”公众号获取
下载链接，下载后可以使用Workbench打开源文件，根据本书的介绍进行学习参考。
同时，一并赠送电子教案和教学视频等海量学习资源。
3.读者对象
本书适合ANSYS Workbench初学者和期望提高热力学有限元分析及建模仿真工程应用能力的读者，具体包括：
★ 初中级Workbench从业人员★ ANSYS Workbench爱好者
★ 大中专院校的教师和在校学生★ 广大科研工作者
4.读者服务
读者在学习过程中遇到难以解答的问题，可以到为本书专门提供技术支持的“仿真技术”
公众号求助，笔者会尽快给予解答。该公众号还提供了丰富的学习资料，读者可以到相关栏目进行扩展学习。
ANSYS本身是一个庞大的资源库与知识库，本书虽然卷帙浩繁，仍难窥其全貌，
加之笔者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正，也欢迎广大同行共同交流探讨。
最后，希望本书能为您的学习和工作提供助力！
