具有毛化凸点的金属零部件在工程中有广泛应用,精确控制毛化点形貌对实现精准控制相关零部件性能至关重要。以45钢为研究对象,采用二维轴对称模型仿真,探究脉冲激光作用下熔池内温度场、流体流向和流速的演变规律,据此研究毛化形貌形成的微观机理和动态过程。结果表明:在加热过程中,当表面温度低于临界温度时,切向应力为负,熔质流向熔池中心;当表面温度高于临界温度时,切向应力为正,熔质向边缘流动,最终在2个异向环流交界处形成对流零点;对于同种环流,切向应力越大,对应的流速峰值越大。超过临界温度后产生新环流,若环流流速较小,则削弱形貌变形量,若环流流速较大,则会在对流零点处产生异形形貌。

针对水工物理模型试验中尚无简单易行的表面流速测量方法，提出了一种新型光电非接触式表面流速直接测量法。在对光束入射水体后散射光强度公式进行推导的基础上，根据水体浅层泥沙浓度的统计继承效应，得出了经上下游浅层泥沙调制的散射光强成相关特性的结论。根据上下游散射光的相关特性，推导了流速测量公式，并分析了上下游测量间距、水流流速、采样率对测量结果的影响。搭建了实验系统，在6种不同标定流速下，分析了不同含沙量对测量精度的影响。实验结果表明，在0~50 kg/m36种不同含沙量情况下，实测流速与标定流速的一致性均较好，但水体在10~50 kg/m3适量含沙情况下，测量精度较不含沙情况有所提高，测量绝对误差均小于0.1 m/s,相对误差能控制在8%以内。

针对水工物理模型表面流速测量方法的技术现状,提出了一种不对流场造成破坏的新型光电非接触式表面流速测量方法。对流速测量原理进行推导,并对影响测量精度的因素进行了分析。搭建了实验系统,在6 种不同标定流速下,对0、25 kg/m3 及50 kg/m3 三种含沙量情况下的流速进行了测量。实验结果表明,在三种不同含沙量情况下,实测流速与标定流速的一致性较好,证明理论的可行性。实验还发现,水体适量含沙能提高流速测量精度,流速相对误差能控制在8%以下。