PDF《李桓1, 丁雪萍 1,杨立军 1,》

1 所示, 区域 A 即x轴以 上区域为钢液, 其直径相当于焊丝直径 1.2 mm, 区域B 即x轴以下区域为空气. 图1数值计算物理模型 1.2 建模理论 为便于模拟熔滴过渡的复杂过程, 提出以下假 设: (1)熔滴过渡是一个二维问题;

(2)液态金属不可 压缩;

(3)液态金属的物性参数恒定. 流体均满足质量守恒方程和动量守恒方程[5] 鄣籽 鄣t + 鄣u 鄣x + 鄣v 鄣y =0 (1) 鄣u 鄣t +u 鄣u 鄣x +v 鄣v 鄣y =fx-

1 籽鄣p 鄣x +滋( 鄣2 u 鄣x2 + 鄣2 u 鄣y2 ) (2) 鄣v 鄣t +u 鄣v 鄣x +v 鄣v 鄣y =fy-

1 籽鄣p 鄣y +滋( 鄣2 v 鄣x2 + 鄣2 v 鄣y2 ) (3) 式中 籽 为流体密度;

u、 v 分别为 x、 y 方向速度分 量;

滋 为液态金属动力粘度系数;

p 为流体内压力;

t 为时间;

fx、 fy 分别为体积力在 x、 y 方向分量. 对于熔滴过渡的模拟利用 Fluent 两相流模块 中的 VOF 模型追踪自由表面的变化. VOF 方法中引 入了一个函数即单元格流体体积函数 F(x, y, t), 该 函数代表每单元格内的流体体积. 在该模型中利用 F 来捕捉气液两相界面随时间的运动状态, 通过求 解F的连续性方程可以追踪到气液分界面随液体 运动时的变化轨迹, 由此记录气液两相流体的运动 状态. 其中 F 满足连续性守恒方程[6] dF dt = 鄣F 鄣t +(V ・塄)F=0 (4) 如果 F=1, 表示单元格中充满流体;

F=0, 单元 格中没有流体;

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