Flow3d+edem的粉末床激光增材制造熔池流动数值模拟 内容包含如下: 1该模拟资料包含粉床建立部分(EDEM,和Gambit软件)以及模型模拟部分Flow3D软件,全部具有视频讲解,步骤清晰,内筒详细。 2所给资料包含粉床模型的建立,所有颗粒大小随机分布,也可以设置高斯分布,利用Gambit软件导出,最后转换成stl文件 3在Flow3d中,模型的建立都有讲解,以及后处理的操作,包含单道,双道,激光功率,扫描速度,蒸汽反冲力,马兰格尼对流,热通量,孔隙,激光光斑直径,表面张力等都有涉及。 4对于模拟中需要的热源程序,蒸汽反冲力的程序都已经写好,后期可以根据自己的需求进行修改。 程序中的变量都有具体的文档进行解释
玩过沙盒游戏吗?在EDEM里搭粉末床可比MC造房子刺激多了。打开颗粒工厂脚本,设置粒径随机分布时总让我想起撒芝麻——半径范围设成15-45微米,高斯分布sigma值调成8,这串代码可比菜谱有意思:
create particle type 1 radius = gaussian(30e-6, 8e-6) density = 7850 generator par_factory particles = type1 geometry = box[0.5e-3,0.3e-3,0.1e-3] rate = 1e6当颗粒像暴雨般落下时,记得在Gambit里做几何整形手术。导出stl那刻仿佛在打包3D模型快递,不过得注意单位换算——别把微米当成毫米,否则熔池会变成泳池大小。
转到Flow3D就像换了个片场,热源程序里的激光功率参数让我想起烤肉档。看看这热输入项:
POWER = 200 ! 激光功率(W) SPOT_D = 80e-6 ! 光斑直径 q = (2*POWER)/(pi*(SPOT_D/2)**2) * exp(-2*((x-x0)**2+(y-y0)**2)/(SPOT_D/2)**2)这高斯热源公式分明是数学系的浪漫。调试时把扫描速度从800mm/s降到500mm/s,熔池立马从瓜子仁变成南瓜子,表面张力系数调个0.15N/m,金属液体会表演"水银球变摊鸡蛋"。
后处理时盯着孔隙率数据,突然发现蒸汽反冲力程序里藏着彩蛋:
void vapor_recoil() { double T = get_temperature(); if(T > 2500) { force = 0.12 * exp(-3500/T); // 玄学系数警告 } }这指数项怕不是从炼金术公式里扒来的?不过配合马兰格尼对流,确实能复现实验中的熔道鱼鳞纹。双道扫描时热累积效应明显得像叠罗汉,第二道激光走过的区域,温度云图红得发紫。
这套资料最妙的是连光斑椭圆化这种骚操作都给了案例。把spot_d改成动态变量,配合扫描路径的转角,瞬间get到激光跳街舞的节奏。新手建议先拿单道模型练手,等摸透孔隙生成机制后,再挑战多道搭接这种地狱难度——毕竟模拟崩了不用擦实验台的金属渣。