摘要
提出了等离子直接熔积成形复合材料过程的固/液/气三相统一模型.该模型采用焓孔隙度方法来描述固/液(S/L)界面处的熔融和凝固过程;采用水平集(level-set)方法处理液/气(L/V)界面物理边界条件并追踪液/气界面的自由表面发展,考虑了熔体流动的主要驱动力——表面张力梯度和浮力以及工件表面的强制对流散热等因素,从而综合考察熔积层熔池内溶质扩散、液相流动和传热的瞬态演变过程.基于交错网格SIMPLEC算法编制了二维数值程序,对中碳钢基体、镍基高温合金粉末直接熔积成形的溶质扩散过程、流场、温度场瞬态分布及熔积层表面形貌的演变过程进行了数值模拟,此方法可进一步拓展到功能梯度材料熔积成形过程的数值模拟研究.
