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第三章稳态热分析
3.1稳态传热的定义
ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical，ANSYS/FLOTRAN和ANSYS/Professional这些产品支持稳态热分析。稳态传热用于分析稳定的热载荷对系统或部件的影响。通常在进行瞬态热分析以前，进行稳态热分析用于确定初始温度分布。也可以在所有瞬态效应消失后，将稳态热分析作为瞬态热分析的最后一步进行分析。
稳态热分析可以计算确定由于不随时间变化的热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数。这些热载荷包括：
对流
辐射
热流率
热流密度（单位面积热流）
热生成率（单位体积热流）
固定温度的边界条件
稳态热分析可用于材料属性固定不变的线性问题和材料性质随温度变化的非线性问题。事实上，大多数材料的热性能都随温度变化，因此在通常情况下，热分析都是非线性的。当然，如果在分析中考虑辐射，则分析也是非线性的。
3.2热分析的单元
ANSYS和ANSYS/Professional中大约有40种单元有助于进行稳态分析。有关单元的详细描述请参考《ANSYSElementReference》，该手册以单元编号来讲述单元，第一个单元是LINK1。单元名采用大写，所有的单元都可用于稳态和瞬态热分析。其中SOLID70单元还具有补偿在恒定速度场下由于传质导致的热流的功能。这些热分析单元如下：
表3-1二维实体单元
单元维数形状及特点自由度PLANE35二维六节点三角形单元温度（每个节点）PLANE55二维四节点四边形单元温度（每个节点）PLANE75二维四节点谐单元温度（每个节点）PLANE77二维八节点四边形单元温度（每个节点）PLANE38二维八节点谐单元温度（每个节点）表3-2三维实体单元
单元维数形状及特点自由度SOLID70三维八节点六面体单元温度（每个节点）SOLID87三维十节点四面体单元温度（每个节点）SOLID90三维二十节点六单元温度（每个节点）表3-3辐射连接单元
单元维数形状及特点自由度LINK31二维或三维二节点线单元温度（每个节点）表3-4传导杆单元
单元维数形状及特点自由度LINK32二维二节点线单元温度（每个节点）LINK33三维二节点线单元温度（每个节点）表3-5对流连接单元
单元维数形状及特点自由度LINK34三维二节点线单元温度（每个节点）表3-6壳单元
单元维数形状及特点自由度SHELL57三维四节点四边形单元温度（每个节点）表3-7耦合场单元
单元维数形状及特点自由度PLANE13二维四节点热－应力耦合单元温度、结构位移、电位、磁矢量位CONTACT48二维三节点热－应力接触单元温度、结构位移CONTACT49三维热－应力接触单元温度、结构位移FLUID116三维二或四节点热－流单元温度、压力SOLID5三维八节点热－应力和热－电单元温度、结构位移、电位、磁标量位SOLID98三维十节点热－应力和热－电单元温度、结构位移、电位、磁矢量位PLANE67二维四节点热－电单元温度、电位LINK68三维两节点热－电单元温度、电位SOLID69三维八节点热－电单元温度、电位SHELL157三维四节点热－电单元温度、电位表3-8特殊单元
单元维数形状及特点自由度MASS71一维到三维一个节点的质量单元温度COMBINE37一维四节点控制单元温度、结构位移、转动、压力SURF151二维二到四节点面效应单元温度SURF152三维四到九节点面效应单元温度MATRIX50由包括在超单元中的单元类型决定没有固定形状的矩阵或辐射矩阵超单元由包括在超单元中的单元类型决定INFIN9二维二节点无限边界单元温度、磁矢量位INFIN47三维四节点无限边界单元温度、磁矢量位COMBINE14一维到三维两节点弹簧－阻尼单元温度、结构位移、转动、压力COMBINE39一维两节点非线性弹簧单元温度、结构位移、转动、压力COMBINE40一维两节点组合单元温度、结构位移、转动、压力.3热分析的基本过程
ANSYS热分析包含如下三个主要步骤：
前处理：建模
求解：施加荷载并求解
后处理：查看结果
以下的内容将讲述如何执行上面的步骤。首先，对每一步的任务进行总体的介绍，然后通过一个管接处的稳态热分析的实例来引导读者如何按照GUI路径逐步完成一个稳态热分析。最后，本章提供了该实例等效的命令流文件。
3.4建模
建立一个模型的内容包括：首先为分析指定jobname和title；然后在前处理器（PREP7）中定义单元类型，单元实常数，材料属性以及建立几何实体。《ANSYSModelingandMeshingGuide》中对本部分有详细说明。
对于热分析有：
定义单元类型
命令：ET
GUI：MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Del