
Fluent激光焊接小孔数值模拟:包括椎体热源模型、双椭球热源模型及多种物理效应
的处理
激光焊接的小孔效应模拟一直是热流体耦合仿真的硬骨头。今天咱们直接上干货,聊聊Fluent里怎
么玩转这个物理场。先扔个UDF片段镇楼——这是椎体热源模型的核心算法:
```c
DEFINE_SOURCE(heat_source, cell, thread, dS, eqn)
{
real z = C_Z(cell, thread);
real r = sqrt(pow(C_X(cell, thread),2) + pow(C_Y(cell, thread),2));
real Q = (POWER * EFFICIENCY) / (PI * R0 * R0 * DEPTH);
real decay = exp(-3 * pow(r/R0, 2)) * (1 - z/DEPTH);
dS[eqn] = -3 * Q * decay / (R0 * R0);
return Q * decay;
}
```
这段代码实现了三维锥形能量分布。注意指数项`exp(-3*(r/R0)^2)`控制径向衰减,`(1-z/DEPTH)
`实现轴向递减。参数R0控制光斑半径,DEPTH对应材料穿透深度,调试时记得配合网格尺寸调整这些值。
反冲压力处理用了CSF连续表面力模型,关键在表面张力系数和曲率的计算。看这段动量源项处理:
```c
DEFINE_SOURCE(recoil_pressure, cell, thread, dS, eqn)
{
real T = C_T(cell, thread);
real Psat = P0 * exp( (Lv * M) / (R * T0) * (1 - T0/T) );
real curvature = F_CURVATURE(f, thread);
real delta = F_DELTA(f, thread);
real force = (Psat - surface_tension * curvature) * delta;
dS[eqn] = -surface_tension * delta * F_GRADIENT(f, thread);
return force;
}