1 吉林大学,机械科学与工程学院,吉林,长春,130022
2 吉林大学,生物与农业工程学院,吉林,长春,130022
由于固-液界面双电层的作用,矩形微流道中的压力驱动流存在电动效应.矩形微流道截面上双电层场和速度场的控制方程分别是二维Poisson-Boltzmann方程和修正Navier-Stokes方程.应用有限控制容积法对控制方程进行了数值求解,并计算了压力梯度与雷诺数之间的关系,模型预测值与试验值之差在5%之内.相同尺寸的微流道中,考虑电动效应的模型预测液体摩擦系数的值大于宏观流体理论中液体摩擦系数的值,且电解质溶液浓度越低,摩擦系数偏离宏观流体理论值越大.
电动效应 摩擦系数 雷诺数 有限控制容积法 计算机仿真
1 北京工业大学材料科学与工程学院, 北京 100022
2 北京航空制造工程研究所, 北京 100024
激光深熔焊以小孔效应为特征,小孔使得激光束流与被焊接材料之间的耦合效率大大提高。小孔内的逆轫致吸收使得激光能量逐步衰减。另一方面,小孔内等离子体向熔池传热,起到焊接内热源的作用。因此,利用建立组合体热源模型,选择旋转高斯热源和双椭球形体热源模拟激光能量的分布,结合SIMPLE算法,求解不可压缩流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,得到了大Péclet数下的小孔形态。模拟结果显示,控制容积法中的体热源传热方式不同于有限元法的表面热流密度分布方式。最后,将模拟结果和钛合金激光焊接的焊缝形状和尺寸进行了对比,说明所选择的体热源模型在激光深熔焊模拟中具有较好的适应性。
激光技术 激光焊接 小孔 传热 控制容积法 数值模拟
