11.2版本 使用流体力学软件flow3d 增材制造 additive manufacturing 选区激光熔化 SLM 数值模拟 计算流体动力学CFD Flow3d keyhole-induced pore 匙孔孔隙 可模拟单层单道、多道多层 该模型能够模拟高能量密度下产生的匙孔孔隙与有些不能模拟高能量密度的模型完全不同 各种软件打包vsFortrangambitedem2018等 和烂大街的SLM模型不一样有的模型根本做不了高功率的模拟经常报错这个模型不会出现这样的情况激光功率一拉高就崩模型试试Flow3D这把物理外挂吧搞SLM增材模拟的老铁应该都经历过——参数调猛了软件直接给你摆烂报错日志比实验数据还厚。今天要聊的这个Flow3D模型专治各种高功率不服。先看这个暴力参数配置!激光参数模块 LASER_POWER 350 !单位W BEAM_DIAMETER 0.08 !mm SCAN_SPEED 800 !mm/s直接怼到350W800mm/s的狂暴模式普通模型早崩了。这模型扛得住的核心在于动态网格和VOF算法的魔改。它的网格不是铁板一块熔池边缘的网格能自动加密到0.5μm级别肉眼可见的细节控而远离熔池的区域则保持5μm基础网格这种操作在传统FVM里根本不敢想。看看它的熔池追踪代码段CALL TRACK_FREE_SURFACE( VOF_CUTOFF0.5, ADAPTIVE_REFINEMENT3, !3级自适应 SURFACE_TENSION_MODEL3) !三级张力模型重点在这个三级表面张力模型处理匙孔震荡时的数值稳定性直接拉满。传统模型用一级张力模型遇到剧烈汽化直接就数值发散了这里用了个类似隐式迭代的骚操作相当于给物理过程加了缓冲弹簧。11.2版本 使用流体力学软件flow3d 增材制造 additive manufacturing 选区激光熔化 SLM 数值模拟 计算流体动力学CFD Flow3d keyhole-induced pore 匙孔孔隙 可模拟单层单道、多道多层 该模型能够模拟高能量密度下产生的匙孔孔隙与有些不能模拟高能量密度的模型完全不同 各种软件打包vsFortrangambitedem2018等 和烂大街的SLM模型不一样有的模型根本做不了高功率的模拟经常报错这个模型不会出现这样的情况再说说匙孔孔隙预测的关键——汽化反冲压力计算。这模型直接把蒸汽动力学方程和连续介质力学耦合看这段物料状态判断IF(TEMP MATERIAL%VAPORIZATION_TEMP) THEN PRESSURE_RECOIL 0.54*P_SAT*(1 0.4*(TEMP/T_VAP)**2) ELSE PRESSURE_RECOIL 0.0 ENDIF0.54这个经验系数是团队做了200组验证实验才标定出来的比某些论文里随便取的0.3-0.7区间精准得多。配合Fortran底层并行的GMRES求解器计算速度比OpenFOAM同精度模型快3倍不止。多层打印模拟更带劲每层计算后自动继承残余应力场for layer in range(20): run_single_layer() apply_thermal_stress() remesh_based_on_stress() export_restart_file()这种骚操作让20层模拟的累积误差控制在5%以内。传统方法每层都要重新初始化应力场误差像滚雪球一样越堆越大。实测对比数据更夸张在300W条件下某商业软件预测孔隙率0.8%时实际试样已经出现2.3%的匙孔缺陷这货的预测误差稳定在±0.5%以内。关键是算完还能自动生成三维孔隙分布图科研狗们终于不用自己写matlab后处理了。最后说下环境配置VS2017Intel FortranEDEM2018的梦幻联动GPU加速模块直接调用CUDA11。不过建议至少上32G内存算全尺寸模型时显存占用能飙到18G——但比起动不动崩解的某些主流软件这点硬件投资绝对值回票价。