在 ANSYS 中使用高斯热源（尤其是移动高斯热源）主要应用于激光焊接、激光熔覆、增材制造等瞬态热过程仿真。根据当前主流方法和公开资料，实现方式可分为两类：通过 APDL 命令流实现 和 使用 ACT 插件简化操作。
一、核心原理：高斯热源数学模型高斯热源描述激光或电弧能量沿径向呈高斯分布衰减，其基本形式为：表面热流密度：𝑞(𝑥,𝑦)=𝑃𝜂𝜋𝑟
exp(−(𝑥−𝑥
)+(𝑦−𝑦)𝑟
)q(x,y)=
πr
2Pηexp(−r
(x−x
)
+(y−y
)
)
其中：𝑃
P：激光功率（W）𝜂
η：材料吸收率（通常 0.3–0.8）𝑟r光斑半径（有效作用半径(𝑥
,𝑦
)(x
,y
)：热源中心瞬时位置，随时间变化实现移动
体积热源（适用于熔池较深场景）：𝑞(𝑥,𝑦,𝑧)=𝑃𝜂
𝜋𝑟
ℎexp(−(𝑥−𝑥
)+(𝑦−𝑦)𝑟
−𝑧−𝑧
ℎ)
q(x,y,z)=
πr
h
3Pηexp(−r
(x−x
)
+(y−y
)
−hz−z
)
二、实现方法方法 1：使用 APDL 命令流（适用于 Workbench 和 Classic）
适用于 ANSYS Workbench Mechanical 17.0+ 或 ANSYS Classic。
定义热源函数
在 APDL 中通过 Parameters → Functions → Define/Edit 输入高斯函数，保存为 .func 文件（如 HFLUX.func）。
读取并参数化函数
使用 Parameters → Functions → Read From File 加载函数，并设置参数如功率𝑃P、半径𝑟r、吸收率𝜂η。
实现移动效果
方法 A（线性路径）：令𝑥=𝑣⋅𝑡x=v⋅t，𝑦=consty=const，其中𝑣v 为移动速度，𝑡t 为时间。
方法 B（复杂路径）：定义局部坐标系随时间移动，热源函数绑定于该坐标系
在 Workbench 中插入 APDL 命令
在 Mechanical 的“Analysis Settings”中右键 → Insert → Commands。
粘贴生成的 APDL 代码，并通过 SF, A1, HFLUX, %HFLUX% 将热流施加到指定面
设置瞬态分析
确保分析类型为 Transient Thermal。
设置足够小的时间步长以捕捉热源移动过程
⚠️ 注意：坐标系必须与几何模型一致；建议在 APDL 中先验证函数是否正确生成表格
方法 2：使用 ACT 插件（Moving Heat Flux Source）
适用于 ANSYS Workbench Mechanical 17.0+，提供图形化界面，无需编写 APDL。
安装插件：在 Project 页面点击 ACT Start Page。
进入 Extension Manager → 点击 + → 选择 .wbex 文件安装
使用步骤：右键分析系统 → Insert → Moving Heat Flux。
设置参数：Face：施加热流的表面。
Path：热源移动路径（选择一条边）。
Start Point / Velocity / Radius / Source Power Intensity。
Start Time / End Time：控制热源激活时段。
First Patch / Last Patch：用于多热源顺序激活或材料移除
✅ 优点：界面友好，适合初学者；支持多热源、冷却阶段、材料移除等高级功能
三、关键参数建议参数 推荐值/说明
吸收率𝜂
η 钢材：0.3–0.8；铝：0.1–0.3
光斑半径𝑟r 根据实际激光光斑设定（如 0.5–2 mm）
时间步长 小于热源移动一个网格所需时间
网格密度 热源区域需加密（尤其沿路径方向）
四、资源推荐插件下载：Moving Heat 高斯移动热源插件
代码示例：CSDN 激光熔覆案例
APDL 教程：CSDN APDL 高斯热源模拟
💡 提示：若进行增材制造仿真，可结合 ANSYS Additive Module，内置高斯热源支持
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