TIG电弧数值模拟

2022年11月2日 浏览：1761
据查阅文献， TIG 电弧一般用 Fluent 软件进行数值模拟。由于 Fluent 软件主要做流体方面较为擅长，当涉及与磁场和电场的耦合时，即常说的 MHD 仿真，此时需编写 UDF 引入相应的方程。其中，采用 UDS 引入电势标量方程，空气的随温度的物性属性采用 UDF 宏进行编写，另外采用源项 UDF 编写能量项（焦耳热等）和动量项（洛仑磁力）。
针对稳态 TIG 电弧也可采用 Comsol 进行模拟，在 Comsol 下面将电场、流场、传热、磁场这四大方程耦合起来，通过方程视图可以看到所引用变量的方程，将这些方程总结起来和 Fluent 编写的方程差不多。
采用 Comsol 软件与其他论文的结果进行了对比，如下图所示：
  1.     1.  电流参数变化对电弧温度场和速度场的影响 _ 成满庆

  2. TIG电弧数值模拟的图1


  4. TIG电弧数值模拟的图2


TIG电弧数值模拟的图3

与文献对比还是有些差距；
  2. 基于 Fluent 模拟 TIG 电弧燃烧 _ 彭小飞

  1. TIG电弧数值模拟的图4


  3. TIG电弧数值模拟的图5

  1.     3.  基于 FLUENT 的 TIG 焊接电弧数值模拟 _ 杨晓锋

TIG电弧数值模拟的图6


TIG电弧数值模拟的图7

综上，在二维轴对称 TIG 电弧仿真这方面也可采用 Comsol 。由于 Comsol 收敛性较差，在电弧仿真过程中经常调节求解器或者边界条件，以此使计算收敛。

Wolfram 语言中的静态分析工具 Fluent笔记总结1
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