1。5 研究内容

双缆式GMAW焊接是当前国内外焊接领域的前沿研究领域，其研究多是采用焊接试验的方法，对焊接过程本质及其机理研究较少，因此，开展双缆式GMAW焊接过程数值分析，深入系统的研究焊接参数对焊接过程的影响机理具有重要意义。

本文基于流体力学理论和电磁学理论，利用FLUENT软件，从缆式GMAW单丝焊，以及双缆式GMAW焊接逐步展开，进行焊接电弧数值模拟，深入分析其模拟结果，证明了其可靠性和准确度。具体研究内容如下:

1)建立缆式GMAW单丝焊和双缆式GMAW对应的焊接电弧的数值分析模型。

2)开展不同焊接电流条件下，研究分析缆式GMAW单丝焊焊接电弧形态模拟数值，同时对焊件表面温度分布和压强进行阐释和分析。

3)在不同电流或不同双丝间距条件下，研究分析双缆式GMAW焊接电弧形态模拟数值，观察分析其焊件表面温度及压强分布情况。

第二章 FLUENT软件及电弧物理模型建立分析

2。1 FLUENT软件和UDS概述

2。1。1 FLUENT软件

随着计算机软硬件的飞速发展，焊接过程的数值模拟也不断发展，目前市场上众多软件，如FLUENT、ABAQUS、ANSYSABAQUS等CFD软件都可以对焊接过程进行数值计算。美国FLUENT公司于上世纪八十年代推出了FLUENT软件。FLUENTRU软件是一个强大而灵活的通用计算流体力学软件，可以用来模拟流体、湍流、传热和反应的工业应用软件包。目前，FLUENT软件已经被全球各个国家和地区的科研工作者使用，成为科研工作者及工业生产中使用率最高的CFD分析软件。

FLUENT软件是通用CFD软件包，是可以用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动；其主要功能是模拟和计算各种类型区域内的流体流动、化学反应以及热量输入的过程，由于采用了多种求解方法和多重网络FLUENT在转换与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。目前在凝固熔化、多孔介质的流动与换热等方面FLUENT软件是使用最为广泛[16]。文献综述

FLUENT软件能够不断适应科研要求及不断提高使用功能的原因是其开发语言是C语言，可根据需求进行开发，并可以在Windows和UNIX等操作系统上运行，支持并行运算[17]。FLUENT软件操作相当便利，是由于其人机交互界面已经成为计算机系统广泛采用的菜单界面，因此在使用过程中，用户可以自由打开多个窗口随意观察计算分析的进程和显示计算的结果；模拟结果的输出形式也很多样，提供了云图、等值线、矢量图、X-Y坐标图以及演示动画等多种方式。同时计算结果可以被方便的存储为其他后处理软件、CFD软件以及FEM软件的格式，这一功能给用户提供了调取数据的便利。另外软件专门设计了UDF文件功能，为用户提供了对FLUENT进行二次开发的编程接口，用户可以根据所研究具体问题的要求和需要，自己使用C语言编写程序文件，进行二次开发[18]。

在流体计算过程中通常需要三部分：利用前处理进行计算模型的网格划分；导入FLUENT软件中数值计算；对计算结果进行后处理。来.自^优;尔|论,文:网www.youerw.com +QQ752018766-

   （1）前处理器

前处理器是向CFD软件提供数学模型需要的相关数据，实现与求解器配合完成相应的计算过程。目前较为常用的CFD前处理软件主要包括Gambit、ANSYS ICEM CFD、TGrid、GridPro和Grdgen等[19]。

GAMBIT软件具有强大的几何修复能力、能够针对负责的几何体生成三维四面体网、六面体等非结构化网格；同时具有完备的几何建模能力，可以和其他主流CFD软件协同工作。GAMBIT简单而又直接的实现对数学模型的几何模型建造、进行网格划分、指定边界条件及计算区域类型等基本步骤。因此在本课题中使用GAMBIT前处理器对电弧模型进行建模、网格划分、计算区域等步骤。