清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

A fundamental investigation of thermo-capillarity in laser powder bed fusion of metals and alloys

材料科学 努塞尔数 马朗戈尼效应 热传导 传热 机械 工作(物理) 热导率 工作液 无量纲量 融合 流体力学 热力学 复合材料 对流 物理 雷诺数 语言学 哲学 湍流
作者
Mohamad Bayat,Venkata Karthik Nadimpalli,David Bue Pedersen,Jesper Henri Hattel
出处
期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer [Elsevier BV]
卷期号:166: 120766-120766 被引量:37
标识
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120766
摘要

Several different interfacial forces affect the free surface of liquid metals during metal additive manufacturing processes. One of these is thermo-capillarity or the so-called Marangoni effect. In this work, a novel framework is introduced for unraveling the effects of thermo-capillarity on the melt pool morphology/size and its thermo-fluid conditions during the Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) process. In this respect, a multi-physics numerical model is developed based on the commercial software package Flow-3D. The model is verified and validated via mesh-independency analysis and by comparison of the predicted melt pool profile with those from lab-scale single-track experiments. Two sets of parametric studies are carried out to find the role of both positive and inverse thermo-capillarity on the melt pool shape and its thermal and fluid dynamics conditions. The thermo-fluid conditions of the melt pool are further investigated using appropriate dimensionless numbers. The results show that for the higher Marangoni number cases, the melt pool temperature drops, and at the same time, the temperature field becomes more uniform. Also, it is shown that at higher Marangoni numbers, temperature gradients decrease, thus reducing the role of conduction in the heat transfer from the melt pool. Furthermore, for the first time, a novel methodology is introduced for the calculation of the melt pool's average Nusselt number. The average Nusselt numbers calculated for the positive and inverse thermo-capillarity are then used for finding the effective liquid conductivity required for a computationally cheaper pure heat conduction simulation. The results show that the deviation between the average melt pool temperature, using the pure conduction model with effective conductivity, and the one obtained from the advanced fluid dynamics model is less than 2%.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
JCLI完成签到,获得积分10
7秒前
自然亦凝完成签到,获得积分10
8秒前
Turing完成签到,获得积分10
12秒前
Turing完成签到,获得积分10
27秒前
fabea完成签到,获得积分0
32秒前
小新小新完成签到 ,获得积分10
45秒前
yellowonion完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
辣辣发布了新的文献求助10
1分钟前
强健的冰棍完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1437594843完成签到 ,获得积分0
1分钟前
朝明完成签到 ,获得积分10
1分钟前
曾经不言完成签到 ,获得积分10
2分钟前
洁净的幼珊完成签到,获得积分10
2分钟前
毛毛弟完成签到 ,获得积分10
2分钟前
晨风完成签到,获得积分10
2分钟前
冰蓝色的忧伤完成签到,获得积分10
2分钟前
材料k完成签到 ,获得积分10
2分钟前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
古炮完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Jason完成签到 ,获得积分10
2分钟前
碧蓝的安露完成签到 ,获得积分10
2分钟前
xiaoyi完成签到 ,获得积分10
3分钟前
maggiexjl完成签到,获得积分10
3分钟前
Wucaihong完成签到 ,获得积分10
3分钟前
冷静冰萍完成签到 ,获得积分10
3分钟前
刀客苏完成签到 ,获得积分10
3分钟前
笔墨纸砚完成签到 ,获得积分10
3分钟前
hongtao完成签到,获得积分10
4分钟前
Lee发布了新的文献求助10
4分钟前
sheg完成签到,获得积分10
4分钟前
耕牛热完成签到,获得积分10
4分钟前
guo完成签到,获得积分10
4分钟前
Garfield完成签到 ,获得积分10
4分钟前
冷艳的又蓝完成签到 ,获得积分10
4分钟前
此时此刻完成签到 ,获得积分10
4分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
香蕉觅云应助郝靖儿采纳,获得10
5分钟前
霜之哀伤完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6515611
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8308717
关于积分的说明 17757377
捐赠科研通 5617609
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925104
邀请新用户注册赠送积分活动 1902073
关于科研通互助平台的介绍 1763441