移动高斯热源常用于结构焊接过程模拟。本案例演示在Fluent软件中利用UDF定义移动高斯热源的过程。

计算结果如下图所示。

1 问题描述

如下图所示，尺寸为0.1x0.1x0.005m长方体，在长方体x方向边的中部沿着Y方向施加一个移动热源，热源的速度为0.1m/s，热源为热流密度，值为时间位移函数，如下图所示。

热源可表达为：

式中Q=4e7w/m2；R=0.005m；v=0.01m/s。

UDF为：

2 Fluent设置

本案例比较简单，这里仅列出关键步骤。

2.1 计算网格

计算网格如下图所示。

2.2 General设置

启用Transient选项采用瞬态计算

2.3 Models设置

激活能量方程

2.4 Cell Zone Conditions

将计算区域设置为固体域

2.5 解释UDF

右键选择User Defined Functions，选择Interpreted…

选择UDF源文件，点击Interpret解释源文件

2.6 Boundary Conditions设置

指定边界的热流密度

2.7 取消计算流体方程

右键选择Controls节点，点击菜单项Equations…

弹出的对话框中取消列表项Flow

2.8 初始化计算

右键选择节点Initialization，点击弹出菜单项Initialize进行初始化

2.9 Run Calculation

如下图所示设置时间步长与时间步数，点击Calculate按钮开始计算

计算得很快，比任何一款有限元软件都要快。

3 计算结果

表面温度分布

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