Fluent在焊接模拟中的应用.pdf

第 37卷 第 8期 雹珲墩 V01．37 No．8 2007年 8月 ElectricWeldingMachine Aug．2007 F emt在焊接模拟 中的应用 朱立奎 ，雷永平 ，史耀武 匕京工业大学 材料科学与工程学院，北京 100022) 摘要 ：介绍了计算流体力学商业软件Fluent的特点和操作规程。以TIG焊为研究对象，对三维温度场和 熔池流场数值模拟中遇到的诸如模型建立、热源处理、相变潜热以及熔池对流等 问题的方法进行 了描 述。结果表明，Fluent~以方便地对焊接工艺过程进行模拟，其输出的计算结果能够直观揭示各种驱动力 对焊接过程的影响。Fluent软件的成功应用对于研究焊接过程和指导焊接的生产实践有着积极的意义。 关键词 ：Fluent；数值模拟；焊接热过程；Gaussian热源 中图分类号 ：TG47 文献标识码：A 文章编号：1001—23o3(2007)08-0013—05 ApplicationFluentsoftwaretonumericalsimulationofweldingprocess ZHU Li—kui，LEIYong—ping，SHIYao—WU (CollegeofMaterialScienceandEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100022，China) Abstract：TheCOII1111encesoflwa~e，Fluent，isintroduced．Tungsteninertgas(TIG)weldingwas(-hosenasthestudiedobject．Themethod andskillsofsettingboundarycondition，phasechangelatentheat，sourceterm andloadwith Gaussianheatsourceareshowed．The resultshowsthatweldingmodelcan bedevelopedeasilybyFluentanditSouteonlecandescribetheinflnenceofdifferentd ing forceclearly．AnappropriateapplicationofFluentwillhelptostudyonwelding． Keywords：Fluent；numericalsimulation；weldingprocess；Gaussianheatsour(e 对焊接热过程的准确计算和分析 ，是焊接冶金 的方便 。目前在焊接领域应用的商业软件 丰要有 分析、焊接应力应变分析 以及焊接缺陷分析的前提。 Phoenics，Sysweld，Ansys等。Sysweld，Phoenics的开 发 近年来随着计算机科学 、计算方法 、计算传热学和 还不彻底 ，操作起来不够人性化 ，并且对使用者的 计算流体力学研究T作 的进展 ，以及大型T程分析 计算机编程方面的知识要求较高，这些方面大大制 软件 的不断完善 ，使研究者有可能对T程实际问题 约了它在焊接领域的发挥 ANSYS作为一个成熟的 进行数值模拟和仿真。因此 ，建立数学模型 ，对焊接 商业软件 ，功能强大 ，但是在流体力学方面计算能 过程进行数值模拟 ，以此来确定优化的焊接条件，可 力较弱，处理 自由表面问题是个很大的障碍 。 以更好地控制焊接过程 ，从而提高焊接质量…。到 目 前为止 ，对于焊接熔池肜态的数值模拟 已经做了大 1 Fluent软件简介 量的T作，而且取得 了较大的进展。自编程和使用商 Fluent是基于有限容积法和非结构 化网格 的 业软件是进行数值模拟的两种途径 。自编程对于某