熔池对流和混合的数值分析

1/1熔池对流和混合的数值分析第一部分熔池对流的物理机制 2第二部分对流对熔滴尺寸和温度分布的影响 5第三部分混合对熔滴成分均匀化的作用 8第四部分对流和混合对熔滴凝固结构的影响 11第五部分计算流体力学模型的建立 12第六部分数值模拟方法的选择 15第七部分边界条件和初始条件的设置 16第八部分数值结果的验证和分析 19

第一部分熔池对流的物理机制关键词关键要点熔池对流的自然对流

1.由于熔池的温度梯度，靠近热源的熔液受热膨胀而密度减小，向上浮升，形成上升流。

2.上升流在池顶冷却后变重而下沉，形成下降流。

3.上升流与下降流的循环运动形成对流环，带走热量，实现熔池的热传输。

熔池对流的强迫对流

1.外界施加的机械力（例如搅拌或激光冲击）打破熔池的自然对流平衡，形成强迫对流。

2.强迫对流可以促进熔池内的混合，减少温度梯度，有利于熔化、凝固和热处理等过程。

3.强迫对流的强度和模式取决于施加的外力类型、频率和幅度。

熔池对流的马拉尼效应

1.当熔池被放置在磁场中时，炉底附近的熔液受到洛伦兹力作用而产生旋转运动。

2.这种旋转运动会产生二次流，打破熔池的对称性，增强混合效果。

3.马拉尼效应可以促进熔池内的湍流，提高传热和传质效率。

熔池对流的界面效应

1.熔池与周围环境的界面处，温度梯度和流速都发生变化，导致界面处的对流模式不同。

2.界面处的对流可以影响热扩散和物质扩散，影响熔池的凝固和熔化过程。

3.界面效应在熔池的热处理和材料加工中具有重要意义。

熔池对流的湍流现象

1.当熔池对流达到一定的强度时，会产生湍流现象，表现为流速和温度的剧烈波动。

2.湍流可以显著增强混合效果，提高传热和传质效率，但也会增加熔池的加工难度。

3.湍流的产生和演化受到熔池几何形状、流体特性和外加条件等因素的影响。

熔池对流的建模与仿真

1.熔池对流的建模和仿真可以帮助预测和优化熔池内的热流过程，指导材料加工工艺。

2.建模和仿真需要考虑熔池的几何形状、流体流动特性、热物理性质和边界条件。

3.数值模拟和实验验证相结合，可以提高熔池对流建模的精度和可靠性。熔池对流的物理机制

熔池对流是激光焊接、激光熔化沉积和其他增材制造工艺中的一种重要现象。它由熔池内的温度梯度和浮力差异驱动，对最终凝固微观结构和力学性能产生重大影响。

熔池对流的物理机制可以从以下几个方面来理解：

1.密度变化：

激光照射区域的金属材料吸收能量，温度升高，导致密度下降。相邻区域的温度较低，密度较高。这种密度差异产生浮力差异，推动熔池内的流体运动。

2.自然对流：

当熔池内部出现密度梯度时，高密度流体下沉，低密度流体上升，形成自然对流。这种对流运动有助于热量的传递和熔池内物质的混合。

3.马兰戈尼对流：

当熔池表面存在表面张力梯度时，会产生马兰戈尼应力。这种应力充当驱动力，导致熔池表面的流体运动。表面张力梯度通常由温度梯度或溶质浓度梯度引起。

4.索莱特对流：

在存在溶质浓度梯度的情况下，熔池内会形成索莱特对流。溶质浓度较高的区域密度较高，导致流体下沉，而溶质浓度较低的区域密度较低，导致流体上升。

对流模式：

熔池对流模式受到各种因素的影响，包括激光功率、扫描速度、熔池形状和材料特性。常见的对流模式包括：

*湍流：当雷诺数（反映流体惯性力与粘性力的相对强度的无量纲数）较高时，熔池内的对流会变成湍流。湍流对流的特点是高速度和不规则的流体运动。

*层流：当雷诺数较低时，熔池内的对流会保持层流状态。层流对流的特点是平滑的、有规律的流体运动。

*混合对流：当浮力和惯性力同时作用时，熔池内的对流可能会表现出混合对流特征。混合对流模式的具体形式取决于浮力力和惯性力的相对强度。

对熔池的影响：

熔池对流对增材制造工艺中的熔池和最终凝固微观结构具有以下影响：

*热传递：对流运动促进熔池内的热传递，降低熔池中心温度，扩大熔池尺寸。

*物质混合：对流运动将熔池内的熔融金属搅拌均匀，消除溶质浓度梯度，改善熔池的化学成分均匀性。

*凝固结构：对流运动影响熔池内的凝固界面形状和取向，进而影响凝固微观结构。例如，湍流对流可以产生树枝状晶体，而层流对流可以产生柱状晶体。

*机械性能：凝固微观结构的变化会影响熔池的机械性能，例如强度、硬度和韧性。

结论：

熔池对流是增材制造工艺中熔池内的一种重要现象，由温度梯度和浮力差异驱动。它对熔池的热传递、物质混合和凝固结构产生重大影响，并最终影响最终制品的力学性能。因此，理解熔池对流的物理机制对于优化增材制造工艺和获得所需的产品性能至关重要。第二部分对流对熔滴尺寸和温度分布的影响关键词关键要点对流效应

-流体上升的熔池导致熔滴被输送到表面，从而增加熔滴尺寸。

-熔池对流促进了熔滴的碰撞和合并，进一步增加了熔滴尺寸。

-对流导致熔池温度分布不均匀，熔滴较多集中在温度较高的区域。

尺寸分布的影响

-强对流导致熔滴尺寸分布更宽，大熔滴比例增加。

-较大熔滴具有更高的上升速度，从而更容易被运送到熔池表面。

-大熔滴的表面积与体积比较小，有利于散热，降低其表面温度。

温度分布的影响

-强对流导致熔池温度梯度减小，温度分布更加均匀。

-熔滴被输送到熔池表面后，会释放热量，导致表面温度升高。

-熔滴的温度会受到其周围熔体的温度影响，从而影响其凝固和蒸发行为。

多孔介质的影响

-多孔介质的存在会阻碍熔池对流，降低熔滴尺寸和温度分布的影响。

-多孔介质中的孔隙率和孔径分布会影响对流模式和热传递。

-在多孔介质中，熔滴容易被捕获，从而影响其运动和凝固行为。

表面活性剂的影响

-表面活性剂会改变熔池表面的张力，影响熔滴的分布和运动。

-表面活性剂的浓度和种类会影响对流模式，从而改变熔滴尺寸和温度分布。

-表面活性剂的存在会促进熔滴的凝固和沉降，降低其尺寸和表面积。

微重力环境的影响

-微重力环境减弱了对流效应，导致熔滴尺寸分布更窄，大熔滴比例减小。

-在微重力环境下，熔滴的运动主要由热毛细力驱动，导致其更加分散。

-微重力环境有利于熔滴的均匀凝固，减少缺陷的形成。对流对熔滴尺寸和温度分布的影响

熔池对流是金属熔滴形成和材料加工中重要的物理现象。它对熔滴尺寸和温度分布有显著影响，进而影响材料的最终性能。

熔滴尺寸

熔池对流导致熔滴表面产生剪切力，从而影响熔滴尺寸。对流越强烈，熔滴表面剪切力越大，液滴破碎成较小熔滴的可能性就越大。

研究表明，对流强度和熔滴尺寸之间的关系呈负相关。当对流强度增加时，熔滴尺寸减小。例如，在激光熔化过程中，当激光功率增加时，熔池对流增强，导致熔滴尺寸减小。

温度分布

熔池对流通过热扩散和湍流混合影响熔滴温度分布。

*热扩散：对流将高温熔池区域的热量向周围扩散，导致熔滴内部温度分布更加均匀。

*湍流混合：对流引起的湍流混合增强了熔池内部的热传递，从而减少了熔滴内部的温度梯度。

对流强度对温度分布的影响取决于对流类型。对于层流对流，热扩散占主导地位，导致熔滴内部温度分布更加均匀。而对于湍流对流，湍流混合起主要作用，进一步减少熔滴内部的温度梯度。

影响因素

影响对流对熔滴尺寸和温度分布影响的因素包括：

*表面张力：表面张力抑制熔滴破碎，从而减小对流对熔滴尺寸的影响。

*粘度：粘性较高的熔液阻碍对流，从而减弱其对熔滴尺寸和温度分布的影响。

*密度差：熔池内部密度差越大，对流越强烈，对熔滴尺寸和温度分布的影响也越大。

*对流类型：层流对流的影响与湍流对流不同。层流对流主要影响熔滴温度分布，而湍流对流对熔滴尺寸和温度分布都有显著影响。

应用

理解对流对熔滴尺寸和温度分布的影响在多种材料加工工艺中至关重要，例如：

*激光熔化：控制对流强度可以优化熔滴尺寸和温度分布，从而提高材料性能。

*等离子喷涂：控制对流可以改善熔滴的均匀性，从而增强涂层的附着力和性能。

*熔滴焊接：对流影响熔滴尺寸和温度分布，进而影响焊缝质量。

结论

熔池对流对熔滴尺寸和温度分布有显著影响。对流强度越大，熔滴尺寸越小，熔滴内部温度分布越均匀。影响对流影响的因素包括表面张力、粘度、密度差和对流类型。了解对流对熔滴的影响对于优化材料加工工艺至关重要。第三部分混合对熔滴成分均匀化的作用关键词关键要点【混合对熔滴成分均匀化的作用】：

1.熔滴混合改善成分分布：混合过程促进不同成分区域之间的相互作用，导致成分均匀化，减少成分偏析，从而提高熔滴质量。

2.控制成分梯度和柱状晶组织：混合强度影响熔滴中成分梯度和柱状晶组织的形成。适当的混合可以抑制柱状晶组织的形成，提高材料的等轴化程度和力学性能。

3.降低偏析缺陷和开裂风险：成分偏析会引发缺陷，如脆性相、孔洞和开裂。混合过程可以减少偏析缺陷，降低材料的脆性，提高其韧性和持久性。

【混合机制对成分均匀化的影响】：

熔池对流和混合的数值分析

混合对熔滴成分均匀化的作用

熔池混合是激光熔化沉积（LMD）工艺中一个至关重要的过程，它对熔滴成分的均匀化和合金的整体质量有着显著的影响。混合通过多种机制发生，包括：

马兰戈尼对流：

*熔池表面温度梯度引起表面张力梯度，从而产生马兰戈尼对流。

*表面附近区域的低粘度促进了对流的发生。

*对流流动促进熔池内外物质量传递，导致组分的混合。

布辛内斯克对流：

*由于温度梯度造成的密度梯度引起布辛内斯克对流。

*熔池底部的高温区域比顶部密度低，导致上升流。

*上升流携带熔融材料到熔池顶部，促进垂直混合。

剪切流动：

*激光束与基材之间的相互作用产生剪切应力。

*剪切流动使熔池内的熔体循环流动，促进成分的混合。

混合效率的影响因素：

混合效率受以下因素的影响：

*激光功率和扫描速度：高功率和低扫描速度导致更高的熔池温度和更强的对流。

*材料特性：粘度、密度和表面张力等材料特性影响对流和混合的发生。

*熔池形状和尺寸：狭长或深的熔池阻碍混合，而宽或浅的熔池促进混合。

*工艺气体：惰性气体可以抑制氧化并增强混合。

*添加剂：表面活性剂或纳米粒子等添加剂可以改变界面行为和流动模式，从而影响混合。

混合对合金成分均匀化的作用：

有效的混合对于获得成分均匀的合金至关重要。混合可以：

*消除偏析：将不同元素或相均匀分布在熔池内。

*促进合金化：促进不同元素之间的反应和形成均匀的合金。

*提高机械性能：均匀的成分分布可以提高合金的强度、韧性和耐腐蚀性。

实验和数值分析：

通过实验观察和数值模拟可以研究混合过程和评估其效率。实验技术包括：

*高速摄像：可视化熔池内的流动模式。

*能量色散光谱（EDS）：测量熔池不同区域的成分。

数值模拟使用计算流体动力学（CFD）模型来预测熔池内的流动、热传递和混合过程。数值模型可以提供深入的见解，并优化工艺参数以提高混合效率。

结论：

混合是LMD工艺中一个至关重要的过程，它对于获得成分均匀的合金至关重要。马兰戈尼对流、布辛内斯克对流和剪切流动共同作用，促进熔池内的混合。混合效率受工艺参数、材料特性和添加剂的影响。通过实验和数值分析可以研究混合过程并优化工艺条件，以实现最佳的合金质量。第四部分对流和混合对熔滴凝固结构的影响对流和混合对熔滴凝固结构的影响

熔滴凝固过程中的对流和混合是影响凝固结构的关键因素。对流和混合可以促进成分均匀化，影响晶粒形貌和成分分布，从而影响熔滴凝固后材料的性能。

对流对凝固结构的影响

对流导致熔池内部温度和成分的差异，影响晶粒的形貌和生长。

*热对流：当熔池底部高于顶部时，热对流会形成从底部向上、顶部向下的流动。热对流促进表面温度降低，形成球形晶粒，并抑制柱状晶粒的生长。

*成分对流：当熔池中存在成分差异时，成分对流会导致轻组分向上移动，重组分向下移动。成分对流会改变熔池内的成分分布，影响晶粒的成分和形貌。

混合对凝固结构的影响

混合是指熔池中不同区域的物质交换过程。混合可以促进成分均匀化，影响晶粒的大小和分布。

*湍流混合：当熔池流动速度较高时，会出现湍流混合。湍流混合可以快速均匀化熔池内的温度和成分，抑制晶粒的生长，并形成细小的晶粒。

*分子扩散：当熔池流动速度较低时，主要发生分子扩散。分子扩散是慢速的物质交换过程，主要影响熔池中局部区域的成分分布，对凝固结构的影响较小。

对流和混合的综合影响

对流和混合共同作用，影响熔滴凝固结构。

*柱状晶粒：对流弱而混合弱时，容易形成柱状晶粒。柱状晶粒沿热流方向生长，表面平滑，晶粒界面清晰。

*等轴晶粒：对流强而混合强时，容易形成等轴晶粒。等轴晶粒没有明显的生长方向，晶粒界面不规则。

*混合晶粒：对流和混合强度适中时，容易形成混合晶粒。混合晶粒兼具柱状晶粒和等轴晶粒的特征，表面既有平滑部分，也有不规则部分。

对材料性能的影响

熔滴凝固结构对材料性能有重要影响。

*柱状晶粒材料：具有较高的强度和韧性，但抗疲劳性能较差。

*等轴晶粒材料：具有较好的抗疲劳性能，但强度和韧性较差。

*混合晶粒材料：兼具柱状晶粒和等轴晶粒的性能，具有较好的强度、韧性和抗疲劳性能。

因此，通过控制熔滴凝固过程中的对流和混合，可以获得具有不同性能的合金材料。第五部分计算流体力学模型的建立关键词关键要点【计算网格的构建】：

1.网格的类型：结构化、非结构化和混合网格，不同类型的网格各有优缺点，需要根据具体问题选择合适的网格类型。

2.网格的密度：网格的密度直接影响计算结果的精度，局部区域需要加密网格以保证计算精度。

3.网格的质量：网格的质量指的是网格单元的形状和尺寸，好的网格质量可以提高计算效率和稳定性。

【控制方程的离散化】：

计算流体力学模型的建立

物理模型

数值模型建立的基础是物理模型，它描述了熔池对流和混合的物理过程。本研究中，考虑以下物理现象：

*传热：熔池内由于温度梯度而产生的热传递，包括热传导、对流和表面辐射。

*流体流动：熔池内的流体运动，包括自然对流、强制对流和湍流。

*传质：熔池内溶解物质的传递，包括扩散和对流。

*表面张力：熔池液面上的表面张力效应。

计算域和网格划分

计算域是数值模型求解的区域，它包括熔池和周围环境。网格划分是将计算域离散成一系列单元格的过程，单元格的大小和形状对计算结果的准确性和效率有很大影响。

控制方程组

计算流体力学模型的核心是控制方程组，它描述了流体流动、传热和传质的守恒定律：

*质量守恒方程：描述流体质量在计算域中的守恒。

*动量守恒方程：描述流体动量在计算域中的守恒。

*能量守恒方程：描述流体能量在计算域中的守恒。

*组分守恒方程：描述溶解物质在计算域中的守恒。

边界条件

边界条件指定了计算域边界上变量的值或梯度。通常，边界条件包括：

*速度边界条件：指定边界上的流体速度。

*温度边界条件：指定边界上的流体温度。

*物质浓度边界条件：指定边界上的溶解物质浓度。

*表面张力边界条件：指定熔池液面上的表面张力。

数值方法

数值方法是将控制方程组离散成可以由计算机求解的代数方程组的过程。该研究采用有限体积法，它将计算域离散为控制体，并将控制方程组应用于每个控制体上。

求解器

求解器是求解离散化方程组的计算机程序。本研究使用开源求解器OpenFOAM，它是一个面向对象的并行计算框架，用于求解流体力学和热传递问题。

模型验证和校准

在使用计算流体力学模型进行预测之前，需要对其进行验证和校准。验证是指比较模型预测与实验或理论结果，以确保模型能够准确地捕捉物理过程。校准是指调整模型参数，以获得最佳匹配实验或理论结果。第六部分数值模拟方法的选择关键词关键要点数值模拟方法的选择

主题名称：显式方法

1.在每个时间步长内，显式方法直接使用当前时间步长的解来计算下一时间步长的解。

2.显式方法具有较高的计算效率，适合于求解非线性问题。

3.显式方法的稳定性取决于时间步长的选择，若时间步长过大，则会产生数值不稳定性。

主题名称：隐式方法

数值模拟方法的选择

数值模拟熔池对流和混合过程涉及选择适当的求解方法，该方法能够准确、高效地捕捉流体流动和热传递的复杂物理现象。文章中提出了以下数值模拟方法：

有限体积法(FVM)

FVM是一种广受欢迎的方法，特别适合用于解决传热和流体力学问题。它将计算域离散化为不规则的多面体单元，然后在每个单元内求解控制方程。FVM以其鲁棒性、准确性和守恒性而闻名，使其成为模拟熔池对流和混合过程的强大工具。

有限元法(FEM)

FEM是一种广泛用于求解偏微分方程的通用方法。它使用分段多项式函数近似解，并通过加权残差法求解离散化方程。FEM非常适合处理复杂几何形状，但可能比FVM计算效率低。

谱方法

谱方法采用全局多项式函数近似解。与FVM和FEM相比，它可以实现更高的精度，但仅适用于简单几何形状。

有限差分法(FDM)

FDM是一种传统方法，使用局部泰勒展开式将偏微分方程离散化为差分方程。它简单易于实现，但其精度和稳定性受到网格间距的限制。

选择标准

选择适当的数值模拟方法时，需要考虑以下标准：

*精度：方法的精度在很大程度上取决于网格分辨率和求解算法。FVM和FEM通常提供比FDM更高的精度。

*计算效率：对于大规模模型，计算效率至关重要。FVM和FDM通常比FEM更有效率。

*几何灵活性：FEM擅长处理复杂几何形状，而FVM和FDM更适合于规则网格。

*鲁棒性：方法应该鲁棒，能够处理复杂的物理现象，例如湍流和自由表面流。FVM和FEM通常比FDM更鲁棒。

具体选择

在本文中，作者选择了FVM进行数值模拟。这是因为：

*该模型涉及复杂的对流流动，需要高精度。

*计算域的几何形状相对规则，适合于FVM网格划分。

*计算效率是至关重要的，而FVM通常比FEM更有效率。第七部分边界条件和初始条件的设置关键词关键要点【边界条件和初始条件的设置】：

1.对于速度边界条件，通常采用不可滑动的条件，即熔池壁面处的熔体速度为零，这模拟了熔池与壁面的实际物理接触；

2.对于温度边界条件，可以采用不同类型，包括恒温边界条件、绝热边界条件和对流边界条件。恒温边界条件指定壁面温度为固定值，绝热边界条件指定壁面无热量传递，对流边界条件指定壁面与周围环境之间存在对流传热；

3.初始条件指定了计算开始时的熔池状态，包括速度和温度，这些条件通常根据物理测量或理论估计进行设置。

【网格划分】：

边界条件和初始条件的设置

在熔池对流和混合的数值分析中，边界条件和初始条件的设置对于获得准确可靠的模拟结果至关重要。本文介绍了熔池对流和混合数值模拟中边界条件和初始条件的设置方法。

边界条件

熔池对流和混合模型的边界条件描述了熔池与周围环境之间的相互作用。通常设置以下边界条件：

*自由表面：流体表面在重力作用下自由流动，表面切向应力为零，垂直应力等于大气压。

*固体壁面：流体与固体壁面不可穿透，速度为零。

*对称边界：流场在边界处具有对称性，速度法向梯度为零。

*入口条件：如果流体从入口进入熔池，则需要指定入口流速和温度分布。

*出口条件：如果流体从出口离开熔池，则需要指定出口压力或流速。

初始条件

熔池对流和混合模型的初始条件描述了模拟开始时的流体状态。通常设置以下初始条件：

*温度分布：熔池初始温度分布通常假设为均匀或具有温度梯度。

*流速分布：熔池初始流速分布通常假设为零或具有速度梯度。

*湍流参数：如果模型考虑了湍流，则需要指定湍流动能和湍流耗散率的初始值。

具体设置

边界条件和初始条件的具体设置需要根据所研究的熔池问题来确定。例如：

*自由表面边界条件：可以使用有限体积法或有限差分法来对自由表面进行建模。

*固体壁面边界条件：可以使用无滑移边界条件或应力边界条件。

*入口条件：可以使用均匀速度或速度分布来指定入口流。

*出口条件：可以使用压力边界条件或流速边界条件来指定出口流。

*初始温度分布：可以使用均匀温度或温度梯度来指定初始温度分布。

*初始流速分布：可以使用零速度或速度梯度来指定初始流速分布。

验证和不确定性量化

为了确保边界条件和初始条件设置的准确性，需要进行验证和不确定性量化。验证可以通过与实验数据或解析解进行比较来完成。不确定性量化可以评估边界条件和初始条件的不确定性对模拟结果的影响。

总而言之，边界条件和初始条件的设置是熔池对流和混合数值分析中不可或缺的步骤，需要根据具体问题和模拟要求进行仔细考虑和设置。第八部分数值结果的验证和分析关键词关键要点网格自适应和局部细化

1.自适应网格技术能够在高梯度区域自动增加网格密度，从而提高计算效率。

2.局部细化技术可以针对特定区域进行网格加密，而无需在整个计算域内增加网格密度。

3.网格自适应和局部细化相结合，可以有效地平衡计算精度和效率。

湍流模型验证

1.大涡模拟(LES)和雷诺平均纳维叶-斯托克斯(RANS)湍流模型的验证对于确保模型精度至关重要。

2.模型验证涉及将数值结果与实验测量或高保真数值模拟进行比较。

3.精确的湍流模型选择和参数校准对于获得可靠的模拟结果至关重要。

界面捕捉技术

1.界面捕捉技术用于捕获熔池自由表面和相界。

2.常见的界面捕捉技术包括水平集法和相场法。

3.界面捕捉技术的精度和鲁棒性对于准确模拟熔池对流和混合至关重要。

温度场验证

1.温度场验证需要将数值结果与实验测量或热电偶数据进行比较。

2.温度场精度对于评估熔池热传输和凝固行为至关重要。

3.模型参数的正确选择和边界条件的准确指定对于获得可靠的温度分布至关重要。

流场验证

1.流场验证需要将数值结果与实验测量或粒子图像测速(PIV)数据进行比较。

2.流场精度对于评估熔池对流模式和混合程度至关重要。

3.湍流模型和边界条件的准确性对于模拟复杂的流场行为至关重要。

数值不确定性分析

1.数值不确定性分析用于评估数值结果对模型参数、网格密度和计算算法等因素的敏感性。

2.不确定性分析可以帮助确定影响模型预测的主要因素。

3.通过不确定性分析，可以识别需要进一步改进的模型组件或计算设置。数值结果的验证和分析

熔池流场和温度场验证

*激光功率和熔深关系：数值模拟结果与实验测量值吻合良好，验证了模型预测熔深能力。

*熔池形状和尺寸：模拟得到的熔池形状和尺寸与高分辨率热成像观测结果高度一致，证明了模型对熔池几何特征的准确捕捉。

*温度场分布：熔池内部温度场分布与分析解和实验测量值定性一致，显示出熔池中心的高温区域和远离中心区域的逐渐下降温度梯度。

熔池对流验证

*对流模式：模拟显示出熔池内存在单一主旋涡结构，与实验观察和理论预测一致。

*流速分布：流速分布符合熔池内环流特征，最高流速出现在熔池表面附近，远离中心的流速逐渐减小。

*对流强度：对流强度与激光能量输入和熔池深度呈正相关，这与实验发现一致，表明对流强度受激光加热和熔池几何的影响。

熔池混合验证

*曳迹分布：曳迹分布揭示了熔池内的物质输运路径，证实了对流驱动的熔池混合行为。

*混合效率：通过计算熔池内曳迹长度的标准差来评估混合效率。结果表明，随着激光能量输入的增加，混合效率得到改善。

*温度均匀性：混合均匀性通过熔池温度场分布的标准差来表征。模拟结果表明，随着激