从事激光加工(切割/焊接/增材制造)工艺研发的工程师、太阳能光热系统设计人员、光电器件热管理分析人员、需要掌握移动热源/高斯热源建模的CAE仿真专家。
理解光-热-流-固耦合的物理机理(光吸收→热效应→熔化/汽化→流体流动→热应力)。
掌握移动高斯热源的建模方法与多场耦合求解技术。
能够独立完成典型激光加工工艺(激光焊接、激光切割、SLM增材制造)的仿真分析。
光-热转换基础理论:激光与材料的相互作用机制;材料对激光的吸收率(温度依赖性、波长依赖性);朗伯-比尔定律与体热源;高斯光束的数学模型。
移动热源建模:高斯面热源与体热源的UDF实现;热源移动轨迹的控制(直线/曲线/扫描路径);多热源(多光束)的叠加;热源参数的标定方法。
相变与流体流动:熔化与凝固过程的潜热处理(等效热容法/焓法);熔池内的马兰戈尼对流;浮力与表面张力的作用;气液自由表面的追踪(VOF/Level Set)。
激光焊接仿真:深熔焊与热导焊的区分;小孔效应的模拟;匙孔的形成与坍塌;焊缝形貌的预测;焊接缺陷(气孔、飞溅)的形成机理。
激光切割仿真:切割前沿的温度场;辅助气体的作用(吹除熔融物);切割面的质量评估;热影响区(HAZ)的预测。
激光增材制造(SLM/LPBF):粉床的离散元建模与连续介质等效;粉-固相变的热分析;熔道搭接与层间结合;残余应力与变形的预测;支撑结构的优化设计。
激光表面处理:激光淬火/熔覆/合金化的工艺模拟;稀释率的控制;涂层与基体的冶金结合;热影响区的组织演变预测。
光-热-流耦合:熔池内的流体流动对传热的影响;表面张力温度系数对流动方向的决定作用;蒸发反冲压力的影响;流体-传热的双向耦合。
热-固耦合与残余应力:焊接/增材制造过程中的瞬态热应力;冷却后的残余应力分布;热变形的预测;应力消除热处理(PWHT)的模拟。
太阳能光热系统:聚光系统的光线追踪与热流密度分布;吸热器内的传热与流动;蓄热系统的热分析;光-热-电转换效率的评估。
光电器件热管理:LED/激光二极管的光热效应;结温的预测;散热结构的设计优化;光衰与寿命的关联分析。
综合实战项目:典型激光加工工艺(如激光焊接匙孔模拟、SLM增材制造残余应力分析)的完整仿真,包含移动热源建模、相变处理、流体流动分析与热应力计算。