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摘要
激光熔覆技术被广泛应用于材料表面性能改性和金属零件表面修复。整个熔覆过程是伴随着传热传质、对流现象，如粉末熔化、熔池内溶体流动、凝固等物理过程，而由于熔池高温及瞬时演变的局限性，采用数值模拟技术对熔池内部传热流动行为以及形貌演变进行仿真分析是激光熔覆技术的研究热点。本文简述了激光熔覆熔池的受力，包括表面张力、粘性剪力、重力以及保护气压力等，并从组织生长和熔池流淌对熔覆层的形成机理做了简要分析。同时对激光熔覆仿真模拟中采用的不同热源模型的能量分布规律和方程进行了归纳，包括表面高斯热源、表面环形热源、高斯体热源、椭圆球热源、组合体热源等。在此基础上，分类评述了近年来国内外激光熔覆熔池温度场及流场的数值模拟方面研究进展。并分析了各种热源模型的优势及不足，总结了不同热源的适用环境及获得的温度场、流场分布规律。此外对熔池自由液面的研究方法进行了总结，归纳了温度场流场数值模拟模型的验证方法。同时针对激光熔覆熔池数值模拟研究存在的问题，分别从数值模型、边界条件等方面进行了归纳，最后对其未来的发展方向进行了展望。
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单位机电工程学院; 苏州大学
