TIG焊流动、传热及界面跟踪动网格数值模拟

发布时间：2018-02-22 21:57

  本文关键词： 数值模拟 电弧等离子体 磁流体力学 界面跟踪 动网格　出处：《东北大学学报(自然科学版)》2017年10期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：基于磁流体力学(magnetohydrodynamics,MHD)模型,采用动网格技术(dynamic mesh method,DMM)跟踪电弧-熔池界面,建立了钨极惰性气体(tungsten insert gas,TIG)保护焊过程耦合流动、传热、凝固熔化及动网格界面跟踪的数学模型.首先计算自由燃弧,得到了准确的弧区速度、温度及压力等参数.然后分别验证了熔池内电磁力、热浮力、等离子流曳力和Marangoni力4个驱动力.考虑上述电弧-熔池相互作用,基于压力的动态平衡跟踪界面,计算了304不锈钢TIG焊过程,得到了等离子体冲击造成的熔池中央下凹及边缘上凸现象.结果表明,本模型可以得到更准确的界面及熔池形状.
[Abstract]:Based on the magnetohydrodynamic (MHD) model and dynamic mesh method (DMMM), the coupled flow and heat transfer during tungsten inert gas tungsten insert gas (TIGG) protection welding process were established by using dynamic mesh method DMMM (dynamic mesh method DMMM) to track the arc pool interface. The mathematical model of solidification melting and dynamic grid interface tracking is presented. First, the free arc burning is calculated, and the parameters such as arc velocity, temperature and pressure are obtained. Then the electromagnetic force and thermal buoyancy in the molten pool are verified, respectively. Plasma flow drag force and Marangoni force are four driving forces. Considering the arc pool interaction mentioned above, the process of 304 stainless steel TIG welding is calculated based on the dynamic balance tracking interface of pressure. The central concave and the convexity of the edge of the molten pool caused by the plasma impact are obtained. The results show that the model can obtain more accurate interface and shape of the molten pool.
【作者单位】： 东北大学冶金学院;河海大学能源与电气学院;国家电网椒江供电公司;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51574068)
【分类号】：TG444.74

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本文编号：1525408