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三维磁-热耦合有限元模拟模型

[导读]三维磁-热耦合有限元模拟模型。

激光沉积制造过程中激光熔池“微小熔体”在激光热源的辐射下伴随着复杂的流体流动过程,在施加磁场后其内部传能、传质行为更加复杂,为了能够更好地研究熔凝过程中旋转磁场对TA15 钛合金熔池内部混合对流和温度场变化的作用机制,研究中分别运用ANSYS 的磁场分析模块和Fluent 软件,实现三维动态的磁-热耦合仿真。


针对电磁搅拌过程的具体情况,为简化模拟,作出如下假设:

(1) 由于液态金属温度远高于居里点(760 ℃),磁导率可取为真空磁导率;

(2) 液态金属的流速远小于光速,故电场对电荷作用的库仑力可以忽略;

(3) 熔池内的液态金属没有自由电荷的堆积,即体电荷密度为零;

(4) 液态金属为不可压缩且导电的Newton 流体,熔池内流动为层流;

(5) 液态金属内部各相同性,其热物性参数与温度呈分段线性关系。


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