金属材料中激光产生熔池的数值模拟及应用 (2010年)

数值模拟了激光与金属铝相互作用的温度场和流场，求解热传递与层流耦合的PDE方程。数值模拟中选取符合实际光束分布的激光参数，考虑了自然对流、表面张力梯度引起的Marangoni对流和热物理参数依赖于温度的实际情况。针对?γ/?T<0>0，?γ/?T=0等3种不同的表面张力梯度，计算得到了激光产生熔池的温度场、熔池速度场及熔池的形状。研究结果表明，金属材料内的温度场分布与入射高斯光束光强分布具有相似特征；Marangoni对流是熔池内液体流动的主要形式；?γ/?T的大小和正负对熔池内流体的运动起决