研究目的
为开发基于激光粉末的定向能量沉积（DED）过程中粉末流动力学与加热过程的全面数值模型，重点研究同轴粉末流及其与激光束的相互作用。
研究成果
针对同轴喷嘴粉末流的综合性三维数值模型成功解析了粉末流的动态与热行为特征。该模型计算结果与实验数据高度吻合，证实其在模拟激光粉末基定向能量沉积工艺中的有效性。
研究不足
该模型假设气相为等温状态，并因粉末颗粒体积分数较低而忽略颗粒间碰撞?；谒雇锌怂故悸橇送牧魉俣嚷龆钥帕５挠跋臁?/p>
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激光粉末定向能量沉积过程中同轴粉末流的数值模拟
DOI：10.1016/j.addma.2020.101226
期刊：Additive Manufacturing
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
基于激光粉末的定向能量沉积（DED）工艺已在零件制造、修复和原型制作中得到广泛应用并日益普及。该工艺通过同步输送目标材料粉末与激光束，为材料沉积提供了有效途径。过程中发生的复杂物理现象对工艺成败具有重要影响，其中粉末流及其与激光束的相互作用尤为关键。本文开发了描述同轴粉末流及其与激光束相互作用的新综合数值模型，采用雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方法处理湍流连续气体流动，运用离散相模型（DPM）描述粉末动态行为，并采用双向耦合方法计算气粉间动量传递。针对粉末流建立了新的热力学模型，通过创新性数值子模型模拟粉末流与高斯激光束的相互作用。所得粉末流计算结果与已发表文献中的实验数据吻合良好。
作者：
Xiaoyi Guan，Yaoyao Fiona Zhao
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