COMSOL高斯熱源的案例
5種熱源公式 包含 高斯 雙橢球 旋轉高斯曲面熱源 高斯圓柱，熱流密度分布均勻的高斯柱體熱源
焊接模擬各種熱源公式.docx
含有 高斯 雙橢球 旋轉高斯曲面熱源 高斯圓柱，熱流密度分布均勻的高斯柱體熱源 的熱源公式。
COMSOL移動高斯熱源
1、模型介紹
高斯移動熱源常常用于描述焊接過程中的熱源分布。
ANSYS workbench 添加高斯移動熱源需要利用APDL語言編程，COMSOL則可以直接輸入相應公式，相對來說比較方便一些。
高斯移動熱源加熱鋼板（長×寬×高：0.1m×0.1m×0.05m），鋼板采用COMSOL軟件自帶材料參數。加熱過程中其他邊界采用自然對流散熱邊界條件，分析了加熱過程中鋼板的溫度分布以及應力分布。
模型結構
高斯熱源公式
軟件中直接輸入公式
2、網格繪制
對移動路徑進行網格適當加密，保證路徑溫度以及應力分布的準確。
網格
3、求解結果
溫度分布
熱應力分布
大家有興趣的可以用workbench試一下！workbench以及ABAQUS可以考慮焊接過程中生死單元，從而對焊接進行更加精準的仿真，目前COMSOL應該還不能做（最起碼自己還不了解）。
參考鏈接：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_9e19c10b0102wg0d.html
http://blog.sina.com.cn/s/blog_c5ca9b4d0102xca8.html
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abaqus中焊接中高斯面熱源和高斯體熱源程序
高斯移動熱源——workbench中雙熱源的加載 ￥29
高斯移動熱源——workbench中雙熱源的加載
作者：范文哲（fwz0703@163.com，公眾號：CAE_ANSYS）
上次我們看了一下移動熱源的加載方式，請查看《金龍盤玉柱，高斯熱源游----Workbench中移動熱源的加載方法》https://www.yqgqt.org.cn/content/post/442599.后面有工程師咨詢，如何加載雙熱源或者多熱源的問題，下面就關心的問題簡單描述一下.
首先該移動熱源為高斯熱源，即點熱源，熱量是以中心點向四周擴散，呈現球狀熱量，對應平面就是圓環熱源。然后該熱源不停的向前移動，則該熱源生產的溫度結果就成為了彗星狀的溫度結果，猶如拖著一個長長的尾巴，如圖所示.
那么如何加載雙點熱源呢，我們先明確加載熱源的方式，我們先將需要加載的面命名成A1，表示將該面的所有節點提取出來了，生成的名稱為A1的節點集合，而后面加載熱源我們通過命令的方式加載
SF,A1,HFLUX, %FLUX01%
表示在A1面上加載熱通量Flux，加載的大小是隨著時間和位置不斷變化的一個方程，該方程通過經典界面的方程對話框設置并后面導出。所以為一個移動的熱源，表示熱源隨著時間在移動。那么我們如果在同一個面上直接加載第二個熱源命令，
SF,A1,HFLUX, %FLUX02%
結果就會出錯，沒有第一個熱源的移動，為什么會這樣呢？
這個主要原因其實和軟件以及個人理解相關，在ANSYS中，同一個元素（點、線、面）加載載荷，后面的會替換前面的，除非不同的元素。在此第一個面加載熱源后，后面的熱源加載方式會覆蓋第一次的加載結果，從而導致第一次熱源消失。這相當于第一次的加載條件被替換刪除。
展開 
Abaqus高斯體熱源
為什么高斯圓錐體熱源不能在z軸上移動呢？
焊接中的高斯熱源
1.高斯熱源公式的建立
高斯熱源本質就是熱源的分布呈正態分布，如果理解二維正態分布的話就很容易理解三維的正態分布，如下圖，熱源其實就是一個中心高，然后沿著等半徑往外逐漸降低，通過中心的任意切面就是一個二維的正態分布曲線圍成的面。
將高斯熱源的溫度分布用公式表達為下式：
其中q為熱流密度，Q為高斯分布下的最大熱流密度，R是距熱源中心的距離，r是熱源的半徑，下面以一個長寬均為0.1m，厚度為0.004m板的焊接為例來說明高斯熱源的加載方法。
從上圖可見，熱源要加載的面是板的上表面，焊接方向是沿著y方向，板厚方向為z向，熱源加載的初始點的坐標為（0.05,0,0.004），那么根據高斯熱源的熱流密度表達公式可知，在初始加載位置的熱流密度分布可以用下式表達：
剛才說明過R為距熱源中心的距離，那么上式中R^2=(x-0.05)^2+(y-0)^2，為中學學過的兩點之間的距離公式，為何里面不涉及到z坐標呢？是因為熱源加載的面是板的上表面，其實已經暗含z的坐標就是固定的了，所施加的是一個xoy面內熱源分布，所以與z坐標無關。
那么接下來就是如何實現熱源移動的問題了，熱源移動肯定是與速度有關，速度為0自然就是靜態的熱源分布，速度大于0才是一個移動的熱源，那么與速度有關就是等效地說與時間有關，在ANSYS中時間{TIME}正好是一個變量，所以如何在公式中體現呢？
展開 Moving heat 高斯移動熱源插件及簡介 ￥20
一、背景：
移動高斯熱源的數值模擬可以精確地模擬包括焊接在內的各種工業過程。準確預測焊接或激光切割過程中產生的瞬態熱場，對于預測由此產生的殘余應力至關重要，而殘余應力又影響壽命預測分析。
目前Workbench中的瞬態熱分析模塊只能用于定義時間變化或空間變化的邊界條件。定義一個在空間上和時間上都不同的載荷，則需要使用APDL命令。這對很多初學者來說比較困難。為此，創建ACT擴展，以方便在 Mechanical中使用UI定義移動熱流源。
二、安裝與加載：
移動熱源插件應用于ANSYS Workbench Mechanical17.0版本及以上。
1、在項目頁中，選擇“ACT Start Page”選項；
2、點擊“Extension Manager”擴展管理器；
3、按右上角的“+”符號；
4、它將打開一個文件對話框，選擇合適的“*.wbex”二進制文件；
5、安裝完成。
加載移動熱源
1、從擴展管理器中，單擊您的擴展并選擇“Load Extension”；
2、加載完成。
三、插件中的熱源方程及其說明：
Moving Heat Flux Source
該ACT擴展模型的高斯熱流源使用下列方程：
Q =期望表面上的熱流；
C1 =光束半徑；
C2 =電源功率強度；
(x0,y0,z0) =從“起點”到“路徑”距離“v x t”處熱流中心的瞬時位置；
v =熱源移動速度；
t =時間。
展開 ANSYS經典中使用APDL語言施加移動高斯熱源
很多人在使用ANSYS模擬焊接和增材制造過程中都面臨高斯熱源施加的難題，現在我來演示一下如何在ANSYS經典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實現熱源的移動。
打開經典界面，然后選擇Parameters→Functions→Define/Edit
然后在彈出的Function Editor中選取你想要輸入的熱源函數，我這里使用了一個高斯體熱源函數，也可以替換成高斯面熱源或者雙橢球熱源，具體函數請自行查找文獻
點擊Save后，保存后綴名為.func的函數文件，其名稱為func11.func
然后退出，重新選擇Parameters→Functions→Read From file
選擇剛才定義的函數
此時彈出對話框，要求輸入函數的名稱，及對應的參數的大小，我們定義名稱為gauss，兩個參數常量分別為qmx=1，r=1，局部坐標系選0就意味著這個函數是在全局坐標系中施加的，可以換成其他已經定義的任何局部坐標系
然后點擊List→Files→Log file
然后我們就可以發現在Log file文件里自動生成了函數func11對應的數據表，其是一個維度6*20的Table表，我們在array parameter中也可以查看其具體數據，為什么會生成這段呢，其實就是ANSYS根據你所定義的函數，自動生成了一個Table表做了這個函數的插值，這樣系統在計算時就可以根據這個Table表進行對應的索引，生成任何你想要的函數值了。
展開 Workbench的焊接模擬過程（高斯移動熱源）
網格劃分
對加熱的表面named selection為A1、A2，因為后面的高斯熱源加載采用的是APDL，為后面加高斯熱源作準備。
加載熱源面
設置好瞬態熱分析的步長和對流條件，插入Command定義高斯熱源。
*DEL,_FNCNAME
*DEL,_FNCMTID
*DEL,_FNC_C1
*DEL,_FNC_C2
*DEL,_FNC_C3
*DEL,_FNCCSYS
*SET,_FNCNAME,'GAOSI'
*DIM,_FNC_C1,,1
*DIM,_FNC_C2,,1
*DIM,_FNC_C3,,1
*SET,_FNC_C1(1),2000
*SET,_FNC_C2(1),0.01
*SET,_FNC_C3(1),0.007
*SET,_FNCCSYS,0
! /INPUT,HANJIE.func,,,1
*DIM,%_FNCNAME%,TABLE,6,19,1,,,,%_FNCCSYS%
!
展開 abaqus_子程序_高斯熱源 ￥15
如果只是單純的溫度場分析,將分析步類型設定為熱傳遞，分析步時間按照熱源移動速度，模型大小計算得出。
邊界條件：根據需求設定輻射、散熱系數。荷載選擇表面熱流，作用區域定位在熱源照射面。預定義場設定初始溫度。
網格類型為DC3D8。
提交計算：
提交作業，在通用模塊用戶子程序一欄鍵入.for子程序路徑。
嗯，大概就這樣。
付費內容包括子程序文件，CAE模型，聯系方式。
Abaqus高斯熱源3D打印熱力耦合模擬
Abaqus高斯熱源3D打印熱力耦合模擬
abaqus高斯熱源中心點的位置
摘要：abaqus的高斯熱源網上有很多例題，能夠運行，但是并沒有講的太詳細。我用自己的模型，稍作修改就發現加載的位置不對了，所以來研究一下熱源的中心位置（x0,y0,z0）的定義方法。這里使用surface flux進行研究。
test 1：加載面選擇XOY平面，x0=0，y0=0。建立part時，長方形的一個角為坐標原點。
test 2：加載面選擇XOY平面，x0=0，y0=0.07，y向總長度為0.14
test 3：現在想要熱源從上往下移動，也就是沿著y軸負方向。除了給定速度為負值以為，初始位置改為（x0=0.03，y0=0.14）。x0.03時為了查看結果方便，y向總長度為0.14
test 4：之前的測試都有一個容易被忽略的前提，我們建模的時候長方形的左下角為坐標原點，重新建立一個模型，使得長方形最下面一條邊的中點為草圖的坐標原點。
結論：熱源施加的初始位置和兩個因素有關
1、建模的時候草圖的原點
2、子程序中的坐標x0，y0。這個點是相對于草圖中的原點的位置。也就是說當草圖坐標原點在模型之外時，選擇（x0=0，y0=0）時看不到加載效果的。
展開 ANSYS中如何施加高斯移動熱源
很多人在使用ANSYS模擬焊接和增材制造過程中都面臨高斯熱源施加的難題，現在我來演示一下如何在ANSYS經典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實現熱源的移動。
打開經典界面，然后選擇Parameters→Functions→Define/Edit
然后在彈出的Function Editor中選取你想要輸入的熱源函數，我這里使用了一個高斯體熱源函數，也可以替換成高斯面熱源或者雙橢球熱源，具體函數請自行查找文獻
點擊Save后，保存后綴名為.func的函數文件，其名稱為func11.func
然后退出，重新選擇Parameters→Functions→Read From file
選擇剛才定義的函數
此時彈出對話框，要求輸入函數的名稱，及對應的參數的大小，我們定義名稱為gauss，兩個參數常量分別為qmx=1，r=1，局部坐標系選0就意味著這個函數是在全局坐標系中施加的，可以換成其他已經定義的任何局部坐標系
然后點擊List→Files→Log file
然后我們就可以發現在Log file文件里自動生成了函數func11對應的數據表，其是一個維度6*20的Table表，我們在array parameter中也可以查看其具體數據，為什么會生成這段呢，其實就是ANSYS根據你所定義的函數，自動生成了一個Table表做了這個函數的插值，這樣系統在計算時就可以根據這個Table表進行對應的索引，生成任何你想要的函數值了。
展開 Sinx/Cosx 脈沖頻率的2D高斯熱源焊接與空冷詳細案例 ￥30
一、模型
伴有余弦或正弦函數的脈沖面（2D）高斯熱源焊接模擬，材料默認為結構鋼。
Y40-X60-Z4 mm
二、網格劃分
為了讓模擬結果無壞點，更加精確，將焊縫區域（中間X軸線）的網格應當密，因此采用“偏置”形式使網格由中線向兩面由密到疏。
網格由中線向兩面由密到疏
三、結果展示
熱歷史曲線如下圖：
某一時刻整體溫度分布及熔池長度圖：
付費內容包括：
1、具體的公式加載；
2、冷卻步的設置；
3、熔池分析等
三維移動高斯分布熱源表面焊命令流
三維移動高斯分布熱源表面焊命令流
/prep7
/UNITS,si
et,1,solid70
mp,c,1,544.28
mp,kxx,1,15.06
mp,dens,1,4500
block,0,30,0,15,0,3
esize,1
vmesh,all
FINISH
/SOLU
!PARAMETER TABLE TO INPUT HEAT FLUX AS A MOVING SOURCE
!SPEED OF HEAT SOURCE IN X DIRECTION v=(200/60)m/s
!GAUSS VARIATION ASSUMED IN X & Y DIRECTION AS q=qmax/EXP(K*R**2)
!TOTAL HEAT INPUT Q=3.14*qmax/K
!DIMENSIONING TABLE NAMED "FLUX2"
v=1
L=30
NUM_TIME=L/v+1
NUM_X=L/v+1
*DIM,FLUX2,TABLE,NUM_TIME,NUM_X,7,TIME,X,Y
*DO,K,1,7,1
*DO,I,1,NUM_TIME,1
FLUX2(I,0,K)=(I-1)
*ENDDO
*DO,J,1,NUM_X,1
FLUX2(0,J,K)=(J*v-v)
*ENDDO
Q=1000
KAPA=1/4
qmax=((Q*KAPA)/3.14159)
PERCENT=0.98
RADIUS=ABS(SQRT(1/KAPA*LOG(1/(1-PERCENT))))
!
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