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基于格子玻耳兹曼的等离子体射流中粉末热运动数值模拟
  • ISSN号:1007-4708
  • 期刊名称:《计算力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB44[一般工业技术]
  • 作者机构:[1]华中科技大学数学制造装备与技术国家重点实验室,武汉430074, [2]武汉科技大学材料与冶金学院,武汉430081, [3]华中科技大学塑性成形模拟与模具技术国家重点实验室,武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金(50474053)资助项目.
中文摘要:

为了探索快速有效的数值计算方法用于研究等离子体射流中粉末群的热运动状态,本文采用格子玻耳兹曼方法计算等离子体射流,使用随机算法跟踪颗粒,模拟了等离子体射流中粉末的加热和运动。计算结果表明:颗粒温度的变化比速度快,颗粒高速区比高温区的范围大。离射流出口越近,沿射流横截面颗粒轴向平均速度和温度波动越大,能获得沿射流横截面方向温度速度较高且分布均匀的位置区间为距离射流出口150mm~200mm。实测的粒子温度与速度和计算结果吻合较好,验证了本模型的有效性。论文研究为等离子体加工工艺条件的制定提供了依据。

英文摘要:

In order to find an effective simulation for plasma spray process and make further observation on the powder particles heating and moving, modeling study was performed concerning the motion and heating of the Fe-Cr-Ni alloy powder particles in the atmospheric plasma jet by adding a probabilistic algorithm model to track particles' tracks on the top of the developed Lattice Boltzmann (LB) plasma fluid model. The simulation results show the whole process by animation and indicate that the mixed model is suitable for the numerical calculation of plasma spraying process. The calculation is faster than that by the conventional method. Ascend and descend of average temperature of the particle is faster than that of average velocity. The closer the position to the exit of plasma jet, the more tempestuously axial speeds of particles along cross-section fluctuate. Under our technology condition, the high average axial speeds and temperatures of the Fe-Cr-Ni alloy powder particles with tiny undulation along the cross section appear within the domain 150 mm-200 mm away from the exit of plasma jet, which can be chosen by the spraying distance. The model and method proved to be valid when the simulation results were compared with the experimental data.

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期刊信息
  • 《计算力学学报》
  • 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:大连理工大学 中国力学学会
  • 主编:程耿东
  • 地址:辽宁省大连理工大学《计算力学学报》编辑部
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jslxxb@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84708744 84709559
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-4708
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1373/O3
  • 邮发代号:8-180
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊,Ei Compenelex收录期刊,获2003年大连市期刊最佳印制奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,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:9563