一种稳恒磁控激光焊接过程热-流-电磁耦合建模方法

摘要

本发明公开了一种稳恒磁控激光焊接过程热‑流‑电磁耦合建模方法，属于焊接过程数值模拟技术领域，主要用于稳恒磁场环境下金属激光焊接过程熔池动力学计算，动态再现熔池的传热与流动行为。该方法构建了耦合洛伦兹力的N‑S方程，耦合焦耳热的能量方程，以及适用于导电流体介质的磁扩散方程，实现了温度、速度、压力、电流密度及磁感应强度的耦合建模。采用有限体积法与SIMPLE算法对控制方程进行离散与迭代求解。本发明充分考虑了稳恒磁场条件下磁流体介质的双扰动效应，能够精确求解磁控条件下铝合金激光焊接熔池温度场、速度场与电磁场分布，揭示稳恒磁场对熔池宏观动力学行为的影响机制及规律。