Тип анализа: двумерный стационарный.
Цель анализа: рассчитать температурное поле в сечении.
Типы граничных условий: граничное условие первого рода.
Расчетная схема:
Рис. 1.  
Шаг 1: построение геометрической модели
Задаем ключевые точки:
Main menu → Preprocessor → Modeling-Create → Keypoints → On Working Plane
Появляется следующее меню:
Рис. 2.  
В окне Input задаем парами (Х и Y) через запятую координаты ключевых точек. Заканчиваем ввод для каждой пары нажатием клавиши Enter. Список пар значений:
Таблица 1    
0,0
0.2,0
0.2,0.1
0,0.1

После последней пары нажимаем ОК в вышеприведенном меню. Аналогичным образом заканчиваются все операции при наличии выпадающего меню. Если в процессе ввода ключевая точка не отобразилась в окне Graphics, следует выполнить команду:
Utility Menu → Plot → Replot
В результате выполнения в окне Graphics имеем следующий результат:
Рис. 3.  
Соединяем ключевые точки прямыми линиями:
Main menu → Preprocessor → Modelinig → Create → Lines → Lines → Straight Line
Появляется меню создания линий. В окне Graphics c помощью мыши указываем начало и конец каждой линии с помощью соответствующих ключевых точек, начиная с точки с координатами 0,0. Заканчиваем операцию нажимая ОК в выпавшем меню.
Результат действий должен иметь вид:
Рис. 4.  
Создаем окружности:
Main menu → Preprocessor → Modelinig → Create → Lines → Arcs → Arcs → Full Circle
Появляется выпадающее меню. В окне Input задаем через запятую координаты центра первой окружности 0.05,0.05 — нажимаем Enter. Задаем координаты точки на первой окружности 0.05,0.005 – нажимаем Enter. В окне Input задаем координаты центра второй окружности 0.15,0.05 — нажимаем Enter. Задаем координаты точки на второй окружности 0.15,0.005 – нажимаем Enter. Заканчиваем ввод, нажимая ОК в выпавшем меню.
Имеем следующий результат:
Рис. 5.  
Создаем три области:
Main menu → Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Arbitrary → By Lines
Появляется выпадающее меню. С помощью мыши указываем все линии внешнего контура. Нажимаем ОК в выпавшем меню. Область закрашивается монотонным цветом.
В Utility Menu выполняем команду Plot → Lines для того, чтобы увидеть окружности.
Повторяем команду для создания второй области (левая окружность):
Main menu → Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Arbitrary → By Lines
указывая в качестве линий, образующих область, четыре дуги окружности. Аналогично создаем третью область, ограниченную правой окружностью. Нажимаем ОК в выпавшем меню. Одна область образуется внешним контуром сечения, вторая и третья — окружностями. Вычитая из первой области вторую и третью, получаем таким образом нужную область.
Выполняем команду вычитания областей:
Main menu → Preprocessor → Modeling → Оperate → Booleans → Subtract → Areas
Появляется выпадающее меню. С помощью мыши указываем на произвольную точку в прямоугольной области и нажимаем ОК в выпавшем меню, указываем точку внутри левой окружности и нажимаем ОК в выпавшем меню. Теперь выполняем аналогичное вычитание для третьей области. В результате окно Graphics будет иметь вид:
Рис. 6.  
Шаг 2: задание свойств материала
Выполняем команду:
Main Menu → Preprocessor → Material Props → Constant → Isotropic
Появляется окно с указанием типа материала, в котором нажимаем ОК и выпадает окно со свойствами материала:
Рис. 7.  
В нем задаем коэффициент теплопроводности (Thermal conductivity KXX) . Нажимаем ОК в этом меню.
Замечание: решение стационарной тепловой задачи с граничным условием первого рода для изотропных материалов без внутренних источников тепла, строго говоря, не требует задания значения коэффициента теплопроводности.
Шаг 3: разбиение области на конечные элементы
Выбираем тип конечного элемента:
Main Menu → Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete
Появляется выпадающее меню, в котором нажимаем Add. Появляется еще одно меню с библиотекой типов элементов:
Рис. 8.  
Выбираем с помощью мыши Thermal Solid (вид анализа) и Triangl 6node (тип элемента – треугольный 6-ти узловой), нажимаем ОК в этом меню, т. е. выбран 6-ти узловой элемент для теплового анализа. В предыдущем меню появляется первый тип элемента – PLANE35.
Теперь разбиваем область на конечные элементы:
Main Menu → Preprocessor → Mesh Tool…
Появляется окно Mesh Tool для создания и модификации конечно-элементной сетки:
Рис. 9.  
Наиболее простой вариант создания сетки автоматический. Для этого выделяем с помощью мыши опцию Smart Size и устанавливаем с помощью горизонтального лифта значение . Затем нажимаем кнопку Mesh. Появляется вспомогательное окно Mesh Areas. C помощью мыши указываем область и нажимаем OK в окне Mesh Areas. Область разбивается на конечные элементы, сетка при этом отображается в окне Graphics:
Рис. 10.  
Окно Mesh Tool можно закрыть, нажав Close.
Шаг 4: задание граничных условий
Прикладываем граничное условие первого рода к линиям:
Main Menu → Preprocessor → Loads → -Loads- Apply → -Thermal → Temperature → On Lines
Появляется выпадающее меню. С помощью мыши указываем прямые линии, на которых необходимо задать температуру в , и нажимаем ОК в меню. Появляется меню, в котором можно задать значение температуры:
Рис. 11.  
В поле Load TEMP value указываем значение и нажимаем ОК. В окне Graphics отображается приложение граничного условия к линиям. Аналогично задаем температуру на левой окружности и — на правой. При этом необходимо помнить, что окружность состоит из четырех дуг.
Шаг 5: решение
Выполняем команду:
Main Menu → Solution → Solve → Current LS
Появляется выпадающее меню, нажимаем ОК. После решения появляется информационное окно, в котором нажимаем Close.
Шаг 6: просмотр результатов
Для просмотра поля температур выполняем команду:
Main Menu → General PostProc → Plot Results → -Contour Plot → Nodal Solu…
Появится меню:
Рис. 12.  
Нажимаем ОК и получаем стационарное поле температур:
Рис. 13.  
Для просмотра векторного поля тепловых потоков выполняем команду:
Main Menu → General PostProc → Plot Results → Vector Plot → Predefined…
Появится меню:
Рис. 14.  
Нажимаем ОК и получаем поле тепловых потоков:
Рис. 15.