SPH 在热喷涂冲击建模中的应用与基准测试
流体动力学
2023-11-28 v1 计算工程、金融与科学
摘要
热喷涂涂层的性能，如耐久性或导热性，取决于其微观结构，而微观结构又直接与粒子冲击过程相关。为模拟该过程，我们提出一种三维光滑粒子流体动力学(SPH)模型，将熔融液滴表示为不可压缩流体，同时采用半隐式焓-孔隙率方法处理凝固过程中的糊状区。此外，我们基于已知方法提出一种 SPH 模拟的隐式修正，由此可观察到性能与模拟稳定性的提升。我们将 SPH 方法应用于 AlO 液滴在自由滑移基底上的冲击与凝固，并在考虑相同物理效应下，使用商业软件 Ansys Fluent 的流体体积法(VOF)对我们的方法进行严格定量比较。结果得到深入评估，并讨论了两种方法在热喷涂沉积模拟中的适用性。我们表明 SPH 是准确高效求解该自由表面问题的优良方法。
引用
@article{arxiv.2109.00259,
title = {Application and Benchmark of SPH for Modeling the Impact in Thermal Spraying},
author = {Stefan Rhys Jeske and Jan Bender and Kirsten Bobzin and Hendrik Heinemann and Kevin Jasutyn and Marek Simon and Oleg Mokrov and Rahul Sharma and Uwe Reisgen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.00259},
year = {2023}
}