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摘要
本文应用格子玻尔兹曼方法(LBM)建立了描述等离子弧焊接熔池内流动与传热的三维数理模型。采用组合式体热源模拟等离子弧的加热及穿孔效应。程序采用并行计算,极大地提高了计算效率。模拟得到的熔池形状与实验结果吻合良好,平均相对误差约为12%。研究结果表明,熔池中的流体由于受到马兰格尼力和电磁力的作用,形成了多组反向环流,并影响了熔池中的传热效率,促进了熔合线"凸起"的形成。最后对焊接的操作参数进行了讨论,焊接电流及焊接速度的选择对于焊接质量及能耗的影响至关重要,在本文工况下根据模拟结果给出了最优配置的预测。
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