[发明专利]异种焊丝MIG焊接区域偏析的数值模拟方法

权利要求书

1.一种异种焊丝MIG焊接区域偏析的数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将模拟区域划分为多个正方形网格；

S2、根据母材和焊丝熔体的物性参数，计算并输入格子玻尔兹曼模型中所需的物理参数；

S3、构建焊接熔池形貌；

S4、设置初始条件；

S5、计算焊丝熔滴滴落过程中熔池内流场，所述流场通过多松弛伪势多相流格子玻尔兹曼模型获得，该模型为多种LB模型中的一种；

S6、计算焊丝熔滴滴落过程中熔池内浓度场，所述浓度场通过单松弛格子玻尔兹曼模型获得，该模型为多种LB模型中的一种：

S7、判断熔池内是否被填满，若被填满，输出结果，则结束；若未被填满，回到步骤S5，进行循环，直至满足输出条件；

在步骤S5中，所述流场通过如下公式计算获得：

其中f_i是密度分布函数，f_i^eq表示其平衡分布函数，x是空间位置，e_i表示沿i方向的离散速度，Δt表示LB模型中的时间步长，F_i′是外力项，M和M^-1是正交变换矩阵和对应的逆矩阵，Λ是一个对角矩阵，不同的松弛时间位于对角线上，其中，流-流作用力F_c(x,t)，和流-固作用力F_ads(x,t)的计算方式分别为

式中G_c和G_ads分别为调节相互作用强度的常系数，s(x+e_i△t,t)是标示函数，固相格点处其值为1，流体相格点处其值为0，ω_i表示权重系数，伪势函数ψ(x,t)决定了液气相分离现象，

其中，熔池内流体局部密度ρ，和局部速度u，计算方程为

其中，F为作用在流体颗粒上的总力，包括F_c(x,t)和F_ads(x,t)；

在步骤S6中，所述浓度场通过如下公式计算获得：

其中g_i(x,t)和g_i^eq(x,t)分别表示浓度分布函数和浓度平衡分布函数，τ_D是松弛时间，

其中，熔池内局部浓度C，计算方程为

2.根据权利要求1所述的异种焊丝MIG焊接区域偏析的数值模拟方法，其特征在于，所述初始条件包括初始液相和气相初始密度，液滴和熔池内的初始浓度，液滴运动初始速度和方向。