열 해석

다음과 같은 재료 특성을 포함하는 해석을 해결하기 위한 강력한 열 링크 요소(thermal link elements)를 제공합니다.

• 등방성 재료

• 직교이방성 재료

• 비열

• 대류 열전달 계수

• 복사 열전달 계수

• 내부 열 발생률

• 상변화로 인한 잠열 흐름

• 온도 의존성 재

하중

다양한 경계조건과 하중이 제공되며, 다음을 포함합니다.

• 지정 온도
• 열유속 또는 열 발생/흡수율
• 표면 간 또는 환경과의 대류
• 표면 간 또는 환경과의 복사
• 환경 온도 또는 초기 온도
• 침투 유동(seepage flow)에 대한 불투과 경계
• 온도 의존 물성

열 표면 (Thermal Surface)

열 표면은 다음과 같은 현상을 모델링하는 데 사용됩니다.

• 간극(gap)을 통한 열전달

• 간극이 닫힐 때의 접촉 열전달

• 일반 환경으로의 열전달

• 복사 교환에 의한 열전달

간극 및 접촉 열전달은 열 물성과 열 표면으로 정의된 열 간극(thermal gap) 을 이용해 모델링됩니다.

전도 및 대류 (Conduction and Convection)

어떤 표면에도 환경 온도와 열전달 계수를 지정함으로써 전도 및 대류를 모델링할 수 있습니다.
다른 많은 해석 시스템과 달리, 복잡한 절점 링크를 사용할 필요가 없습니다. LUSAS에서는 선택한 표면에 면 하중(face load) 을 한 번의 작업으로 적용할 수 있습니다.

복사 (Radiation)

LUSAS 비선형(Nonlinear) 옵션과 Thermal / Field 옵션을 함께 사용하면 간극 복사를 모델링할 수 있습니다.
복사 교환은 여러 개의 열 표면으로 정의된 복사 표면(radiation surface)을 사용하여 모델링할 수 있습니다.
복사 폐공간을 가로지르는 대칭면을 정의할 수 있어 전체 구조를 모두 모델링하지 않아도 됩니다.
또한 복사 표면을 통해 확산 뷰 팩터(diffuse view factor) 를 계산할 수 있습니다.

뷰 팩터 (View Factors)

뷰 팩터는 열 표면의 방사 세그먼트에서 방출된 복사 에너지 중, 수신 세그먼트에 도달하는 비율을 나타냅니다.
표면 방사율(emissivity) 역시 사용된 재료에 따라 정의할 수 있습니다.

상변화 (Phase Changes)

재료가 상변화를 일으킬 때는 잠열의 방출 또는 흡수가 동반됩니다.
LUSAS에서는 최신 엔탈피(enthalpy) 접근법을 사용하여 전이 상태를 열적으로 모델링하며, 해석 중 상변화 효과를 고려하지 않은 채 온도가 상변화 온도를 통과하지 않도록 보장합니다.

비정상(시간이력) 해석 (Transient Analysis)

선형 및 비선형 해석 모두에서, LUSAS는 비정상 열 문제에 대해 가변 시간 증분(variable time stepping) 을 허용하여 효율적이고 정확한 결과를 제공합니다.
여러 가지 시간 적분 기법을 선택할 수 있습니다.
※ 시간 영역 해석의 경우 Dynamic 소프트웨어 옵션이 필요합니다.

온도 의존 재료 물성 (Temperature Dependent Material Properties)

온도 의존 재료 물성과 하중을 포함하는 문제는 LUSAS 비선형 옵션을 사용하여 비선형 제어를 설정하면 됩니다.
온도 의존 재료 물성은 테이블 형태로 정의되며, 각 재료 파라미터는 온도에 따라 변화할 수 있습니다.
LUSAS는 각 요소의 적분점에서 필요한 온도에 대해 테이블 값을 선형 보간하여 재료 물성을 적용합니다.

연성(커플) 해석 (Coupled Analysis)

일부 문제에서는 온도 분포가 재료 물성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
예를 들어 재료의 상변화가 발생하거나, 온도 상승에 따라 항복응력이 감소하는 경우가 이에 해당합니다.
이러한 경우 열 해석으로 얻은 온도 분포를 구조 해석과 연성해야 합니다.
Dynamic 옵션과 Thermal / Field 옵션을 함께 사용하면 반연성 또는 완전 연성 해석을 수행할 수 있습니다.

반연성(세미 커플) 해석 (Semi-coupled Analysis)

반연성 해석은 형상 변화가 열 해석 결과에 큰 영향을 주지 않는 경우에 수행됩니다.
이 경우 열 해석과 구조 해석은 분리하여 수행됩니다.
사전에 정의된 시간 단계에서의 구조물 온도를 사용하여, 해당 온도 하중에 기반한 응력 해석을 수행해 최종 결과를 얻습니다.

완전 연성(커플) 해석 (Fully-coupled Analyses)

완전 연성 해석은 열 해석과 구조 해석을 동시에 수행합니다.
이 방식은 매우 민감한 문제에서 요구되는 반복 수준에서 정확한 재료 파라미터가 사용되도록 보장합니다.
열 해석에서 계산된 온도는 응력 해석의 입력으로 사용되며, 응력 해석에서 계산된 변위는 열 해석에서 형상을 업데이트하는 데 사용됩니다.

결과 처리 (Results Processing)

LUSAS의 강력한 등고선 표시, 그래프 및 플로팅 기능 외에도, 다음과 같은 다양한 열 해석 전용 결과 처리 기능이 제공됩니다.

• 총 유량 이력

• 간극 및 환경으로의 유량

• 세그먼트 간 복사 유량

• 환경으로의 복사 유량

• 총 절점 유량