热喷涂是一项新兴的材料技术,能在比较便宜的基体材料上沉积一定厚度的特殊物性的表面涂层,有着广阔的市场前景。采用离散颗粒法(DPM)、光滑粒子流体动力学(SPH)等数值模拟方法研究喷涂过程中粒子的飞行和沉积,可以增进喷涂机理的研究、提高技术水平。本项目在已取得的工作基础上,围绕粒子的雾化、升温、加速、熔化、蒸发、氧化,以及流动、冷却、凝固等过程中所涉及的多相流问题进行了深入的研究。结合DPM和SPH方法,建立了完整的粒子多相流过程的数值模型(LAVA-DPM-SPH)。用该模型研究了高温等离子体射流的流场,提出了预测纳米粒子前驱物的雾化平均粒径的半经验公式,计算了不同材料、不同直径的粒子在射流中的温度、速度,以及不同参数的粒子的沉积过程。研究成果包括SCI论文3篇,会议论文2篇,专利1项。
英文主题词thermal spray;multiphase flow;smoothed particle hydrodynamics (SPH);discrete particle method (DPM);plasma jet