TIG電弧數值模擬

2022年11月2日 13:08
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據查閱文獻， TIG 電弧一般用 Fluent 軟件進行數值模擬。由于 Fluent 軟件主要做流體方面較為擅長，當涉及與磁場和電場的耦合時，即常說的 MHD 仿真，此時需編寫 UDF 引入相應的方程。其中，采用 UDS 引入電勢標量方程，空氣的隨溫度的物性屬性采用 UDF 宏進行編寫，另外采用源項 UDF 編寫能量項（焦耳熱等）和動量項（洛侖磁力）。
針對穩態 TIG 電弧也可采用 Comsol 進行模擬，在 Comsol 下面將電場、流場、傳熱、磁場這四大方程耦合起來，通過方程視圖可以看到所引用變量的方程，將這些方程總結起來和 Fluent 編寫的方程差不多。
采用 Comsol 軟件與其他論文的結果進行了對比，如下圖所示：
  1.     1.  電流參數變化對電弧溫度場和速度場的影響 _ 成滿慶

  2. TIG電弧數值模擬的圖1


  4. TIG電弧數值模擬的圖2


TIG電弧數值模擬的圖3

與文獻對比還是有些差距；
  2. 基于 Fluent 模擬 TIG 電弧燃燒 _ 彭小飛

  1. TIG電弧數值模擬的圖4


  3. TIG電弧數值模擬的圖5

  1.     3.  基于 FLUENT 的 TIG 焊接電弧數值模擬 _ 楊曉鋒

TIG電弧數值模擬的圖6


TIG電弧數值模擬的圖7

綜上，在二維軸對稱 TIG 電弧仿真這方面也可采用 Comsol 。由于 Comsol 收斂性較差，在電弧仿真過程中經常調節求解器或者邊界條件，以此使計算收斂。

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