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TIG焊流动、传热及界面跟踪动网格数值模拟
  • ISSN号:1005-3026
  • 期刊名称:《东北大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TB126[理学—力学;理学—工程力学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]东北大学冶金学院,辽宁沈阳110819, [2]河海大学能源与电气学院,江苏南京211100, [3]国家电网椒江供电公司,浙江台州318000
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51574068).
中文摘要:

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-焰池界面,建立了钨极惰性气体(tungsten insert gas,TIG)保护焊过程親合流动、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.

英文摘要:

Based on the magnetohydrodynamic (MHD) model, the dynamic mesh method (DMM) was used to track arc-molten pool interface,and a mathematical model for coupled fluid flow,heat transfer, solidification/melting and dynamic interface tracking during TIG welding process was established. Firstly, a free-burning arc was simulated to obtain the accurate arc parameters, such as the speed, temperature and pressure. Then, the four driving forces of electromagnetic,thermal buoyancy,drag and Marangoni were validated respectively. Considering the arc-molten pool interaction and tracking the interface from pressure balance, the TIG welding process for the 304 stainless steel was simulated and the depression in the pool center and the lifting on the pool periphery caused by plasma shock were obtained. It is shown that the proposed model can simulate the arc-pool interface and molten pool shape more accurately in comparison with the experimental data.

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期刊信息
  • 《东北大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:东北大学
  • 主编:汪晋宽
  • 地址:沈阳.南湖
  • 邮编:110819
  • 邮箱:
  • 电话:024-83687378
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-3026
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1344/T
  • 邮发代号:8-120
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊二等奖,教育部优秀高校自然科学学报一等奖二次,获原冶金部科技期刊质量评比一等奖三次,中国期刊方阵“双百”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:23296