激光再制造中氣粉兩相流流場的數(shù)值模擬與檢測.pdf

1、由于對資源節(jié)約以及環(huán)境保護(hù)的需要，再制造工程作為一門新的工程學(xué)科而受到廣泛的研究和工業(yè)應(yīng)用。再制造工程以節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保、高效為目標(biāo)，解決不同部件壽命不一和產(chǎn)品改造維修等問題，成為可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)支撐。
　　 激光再制造過程包括很多復(fù)雜的相互作用過程。目前對這些過程的研究還不完善，某些機(jī)理還不十分清楚。其中包括粉末粒子之間、粉末粒子與激光、粉末粒子與載流氣體、粉末粒子與基材、基材與激光等相互作用過程，任何兩種質(zhì)之間都存在相互

2、作用，并且某一個過程還會和其它過程產(chǎn)生聯(lián)系。要想詳細(xì)的了解這些過程的機(jī)理，很有必要從理論建模角度和實驗檢測角度對其展開研究。
　　 本文主要研究激光再制造過程中，金屬粉末和載流氣體所組成的氣粉兩相流的運(yùn)動機(jī)理描述以及對該運(yùn)動行為的檢測。首先介紹激光再制造技術(shù)產(chǎn)生的背景、流場模擬與檢測的現(xiàn)狀，并且介紹了流場模擬所應(yīng)用到的FLUENT商用軟件的功能和特點。
　　 在初步研究過程中，先以單個粉末粒子為研究對象建立離散粒子模型對

3、兩相流進(jìn)行直接模擬，并在運(yùn)動模型的基礎(chǔ)上建立濃度模型和粉末利用率模型，最終獲得粉術(shù)粒子的速度、溫度和濃度的分布情況和粉末利用率的變化情況。
　　 在模型的進(jìn)一步研究中，對氣粉兩相流建立連續(xù)介質(zhì)模型并且考慮了更一般的條件，并且在計算機(jī)數(shù)值模擬中獲得在不同的工藝參數(shù)下粉嘴下方的該氣粉兩相流的速度場、濃度場分布。
　　 針對激光再制造過程中金屬粉末—載流氣體氣粉兩相流的運(yùn)動特點提出改進(jìn)的圖像處理算法，大大提高了計算效率。介紹了