熱噴涂中熔滴攤開凝固過程的ISPH模擬.pdf

1、光滑粒子流體動力學(xué)方法(SPH)是最近發(fā)展比較快的一種無網(wǎng)格的數(shù)值模擬方法,特別適合于研究多相流和大變形等復(fù)雜的流體問題。本論文研究了一種改進(jìn)的不可壓縮SPH方法(ISPH),利用泊松方程實(shí)現(xiàn)了不可壓縮流體的壓力場和速度場的耦合求解,較好地解決了SPH方法的時(shí)間步長受限的問題。本文考慮表面張力、熱傳遞和凝固,利用不可壓SPH模型研究熔滴在固體表面碰撞后變形、展開、傳熱和凝固的過程。采用范德華力模型模擬微小粒子的表面張力,同時(shí)建立了基于傅

2、里葉傳熱定律的熱傳遞模型,并在求得SPH粒子的內(nèi)能和溫度后,根據(jù)內(nèi)能與溫度的關(guān)系判斷SPH粒子是固態(tài)、熔化狀態(tài)或完全熔化的液態(tài)。
　　 計(jì)算結(jié)果與理論解的結(jié)果進(jìn)行了定量的比較,誤差比較小,證明本文的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際噴涂過程是相符的。利用該ISPH模型研究了熱噴涂中熔滴在碰撞基板后的變形、傳熱和凝固過程,分別計(jì)算了熔滴與水平基板、傾斜基板、光滑基板、三角形粗糙基板、長方形凹槽粗糙基板等不同基板的相互作用.分析了熔滴的展開系數(shù)與基