[发明专利]一种基于Fortran的熔池演化程序与商业软件APDL的联合求解方法

摘要

一种基于Fortran的熔池演化程序与商业软件APDL的联合求解方法，先基于Fortran框架利用自编集成气、固、液三相模型的三维熔池程序对熔池演化过程的流动、传热及自由表面变化进行追踪，得到熔池及其热影响区域的温度、速度及表面形态分布；其次对前步计算结果进行模型及数据的分离，抽取固、液区域的几何模型及温度、速度分布；最后利用商业软件APDL对抽取的固、液区域进行几何模型、内部温度及速度的重构，并以其作为初始条件和约束进行热应力求解。本发明将自编程熔池演化程序与商业软件APDL进行联合，优势互补，协作完成熔池演化过程的流、热、力模拟追踪。本发明具有操作简单、通用性强、计算精度高等优点。

主权项

1.一种基于Fortran的熔池演化程序与商业软件APDL的联合求解方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：基于Fortran平台构建三维熔池演化模型，其模型中集成了自由变形界面追踪模型、多孔-焓模型及离散N-S方程；通过自由变形界面追踪模型识别熔池及其热影响区域的界面，即气相与固、液两相的位置分布；通过多孔-焓模型识别熔池的液相及其热影响区域的固相的位置分布；通过离散的N-S方程求解整个区域内温度及速度分布；/n步骤二：利用Tecplot软件内插值技术得到精确的熔池及其热影响区域的界面几何位置分布，抽取此界面并以二进制散点进行坐标输出，得到三维空间内界面位置点集；/n步骤三：将界面位置点集导入三维制图软件Solidworks，利用点云技术进行界面重构，并在其基础上重构熔池及其热影响区，完成待计算固、液区域的几何实体重建；/n步骤四：在步骤二的基础上，利用Microsoft Excel的数据组排序功能，以精确相界面位置函数作为辅助，进行区域内离散点温度、速度、压力的数据分离，摒弃界面一侧气相区域的数据点，留取另一侧固、液两相区域的数据点；/n步骤五：将步骤三中重构得到的熔池及其热影响区域几何模型导入商业软件APDL中，进行计算网格的划分，并将步骤四得到的固、液两相温度、速度数据点导入新建网格模型中，重构固、液区域的温度及速度分布；/n步骤六：在APDL中给定应力计算约束，并利用步骤五的结果作为初始条件，开始区域内热应力演化的计算，满足给出计算收敛条件后计算结束，得到区域热应力分布结果。/n