超短激光打孔中快速相变的格子玻尔兹曼模拟

作     者：王子墨 李凌 WANG Zimo;LI Ling

作者机构：上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 

出 版 物：《计算物理》 (Chinese Journal of Computational Physics)

年 卷 期：2020年第37卷第3期

页      面：299-306页

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51476102)资助项目 

主　　题：超短激光 格子玻尔兹曼方法 固液相变 数值模拟 

摘      要：采用双重分布函数的格子玻尔兹曼模型,对单脉冲激光金属打孔过程中的快速相变传热进行研究.模型考虑了金属材料熔化后熔体的流动换热,并采用浸没移动边界方案对过程中的固液界面进行追踪.采用纯导热模型和考虑对流的换热模型计算,将结果和试验进行对比,结果表明:在激光打孔过程中熔体的流动对相变传热产生较大影响,采用考虑流动换热模型的结果与实验更接近.进而对熔化速度、熔化深度以及温度场的变化进行分析,并探讨不同激光工艺参数对相变过程的影响.模拟发现一个脉冲结束后,激光的脉宽越大,孔深越小,孔径越大,且最高温度较短脉冲激光越低.