ISSN 1608-845X
Язык: ru

ТРЕХМЕРНОЕ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ РАСПЛАВА МЕТАЛЛА СО СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ В УСЛОВИЯХ ДВИЖУЩЕГОСЯ ЛАЗЕРНОГО ИСТОЧНИКА (2024)

Рассматривается трехмерный конвективный тепломассоперенос в ванне расплава металла под действием движущегося лазерного источника тепла. В основу математической модели с лагранжевым описанием положены уравнения Навье-Стокса, неразрывности и энергии с учетом диффузионных, конвективных и радиационных тепловых потерь. Зависящие от температуры поверхностные эффекты учитываются с использованием поверхностного натяжения (сил Марангони) при динамическом контактном угле на движущейся линии трехфазного контакта. Численное решение задачи производится методом конечных элементов с дивергентно устойчивой аппроксимацией основных переменных. Интегрирование кинематических и динамических условий на свободной поверхности производится по схеме Ньюмарка-Бассака. Производится верификация и валидация предложенного численного алгоритма. Показано влияние определяющих параметров процесса (мощности и скорости сканирования лазера) на геометрические размеры ванны с расплавом.

Тип: Статья
Автор (ы): Белозеров Николай Игоревич, Чехонин Константин Александрович
Ключевые фразы: ЛАЗЕРНЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ, СВОБОДНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ, поверхностное натяжение, КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС, метод конечных элементов, фазовый переход

Идентификаторы и классификаторы

УДК
532.2. Равновесие жидкостей
Текстовый фрагмент статьи