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摘要 许多增材制造 (AM) 技术依赖于粉末原料，粉末原料通过熔化或化学结合随后烧结形成最终部件。在这两种情况下，工艺稳定性和最终部件质量都取决于粉末颗粒和流体相（即熔融金属或液体粘合剂）之间的动态相互作用。本研究提出了一种通用的计算建模框架，用于模拟涉及热毛细管流和可逆相变的耦合微流体-粉末动力学问题。具体而言，液相和气相与由基材和移动粉末颗粒组成的固相相互作用，同时考虑温度相关的表面张力和润湿效应。在激光-金属相互作用的情况下，通过额外的机械和热界面通量来整合快速蒸发的影响。所有相域都使用光滑粒子流体动力学进行空间离散化。该方法的拉格朗日性质在由于相变和耦合的微流体-粉末动力学而动态变化的界面拓扑背景下是有益的。在制定相变时要特别小心，这对于计算方案的稳健性至关重要。虽然底层模型方程具有非常通用的性质，但所提出的框架特别适用于各种 AM 过程的中尺度建模。为此，通过几个应用驱动的示例证明了计算建模框架的通用性和稳健性，这些示例代表了特定的 AM 过程，即粘合剂喷射、材料喷射、定向能量沉积和粉末床熔合。除其他外，它还展示了粘合剂喷射中液滴的动态影响或粉末床熔合中蒸发引起的反冲压力如何导致粉末运动、粉末堆积结构的扭曲和粉末颗粒的喷射。
用于耦合微流体的多功能 SPH 建模框架...
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