Numerical solution of electroheat problems with time-varying geometries

• Autorzy: Doležel I. , Kotlan V. , Hamar R. , Pánek D.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.01.07

Warianty tytułu

PL

Rozwiązanie numeryczne problemów elektrotermicznych ze zmienną w czasie geometrią

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Novel approach to modeling of 3D coupled electroheat problems with time-varying geometries is presented. Instead of time-expensive remeshing of the whole system in every time step it is used the initial mesh that takes into account the expected geometric changes. In the course of computations, its relevant elements are able to adaptively change their shapes and material parameters. The methodology is illustrated with an example of induction-assisted laser cladding.

PL

W artykule przedstawiono nowe podejście do trójwymiarowego modelowania problemów elektrotermicznych ze zmiennymi w czasie geometriami. Zamiast stosowania czaochłonnych metod remeshingu w każdym kroku czasowym wprowadzono początkową siatkę, biorącą pod uwagę oczekiwane zmiany geometryczne. W procesie obliczaniea istotne element siatki są w stanie sdaptacyjnie zmieniać ich kształt i paramatry materiałowe. Przedstawiona metodologia został zilustrowana przykładem wspomaganego indukcyjnie okładzinowania laserowego.

Słowa kluczowe

EN

coupled problem; electroheat; time-varying geometry; numerical analysis; cladding

PL

problemy sprzężone; elektrotermia; zmienna w czasie geometria; analiza numeryczna; okładzinowanie

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 1
• Strony: 25--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Doležel I.

• University of West Bohemia, Faculty of Electrical Engineering, Univerzitní 26, 306 14 Plzeň, Czech Republic

autor

Kotlan V.

• University of West Bohemia, Faculty of Electrical Engineering, Univerzitní 26, 306 14 Plzeň, Czech Republic

autor

Hamar R.

• University of West Bohemia, Faculty of Electrical Engineering, Univerzitní 26, 306 14 Plzeň, Czech Republic

autor

Pánek D.

• University of West Bohemia, Faculty of Electrical Engineering, Univerzitní 26, 306 14 Plzeň, Czech Republic

Bibliografia

• [1] J. T. Hofman, D. F. de Lange, B. Pathiraj, J. Meier: FEM modeling and experimental verification for dilution control in laser cladding. J. Material Processing Technology 211 (2011), No. 2, 187–196.
• [2] F. Brückner, S. Nowotny, Ch. Leyens: Innovations in laser cladding and direct metal disposition. Proc. SPIE 8239, High Power Laser Materials Processing: Lasers, Beam Delivery, Diagnostics, and Applications, January 21, 2012, California, USA
• [3] H. Qi, J. Mazumder: Numerical simulation of heat transfer and fluid flow in coaxial laser cladding process for direct metal deposition. Journal of Applied Physics, 100 (2006), No. 2, paper 024903
• [4] Y. Fu, A. Loredo, B. Martin, A.B. Vannes: A theoretical model for laser and powder particles interaction during laser cladding. J. Material Processing Technology 128 (2002), Nos. 1– 3, 106-112
• [5] M. Kuczmann, A. Iványi: The finite element method in magnetics. Akadémiai Kiadó, Budapest (2008)
• [6] J. A. Stratton: Electromagnetic theory. Wiley-IEEE Press, New York (2007)
• [7] J. P. Holman: Heat transfer, McGraw-Hill, New York (2002)
• [8] M. Courtois, M. Carin, P.L. Mason, S. Gaied, M. Balabane: A complete model of keyhole and melt pool dynamics to analyze instabilities and collapse during laser welding. J. Laser Applications 26 (2014), No. 4, paper 042001
• [9] B.R. Brandstatter, W. Ring, C. Magele, K.R. Richter: Shape design with great geometrical deformations using continuously moving finite element nodes. IEEE Trans. Magn. 34 (1998), No. 5, 2877–2880
• [10] Y. Zhao, S.L. Ho and W.N. Fu: A novel fast remesh-free mesh deformation method and its application on to optimal design of electromagnetic devices. IEEE Trans. Magn. 50 (2014), No. 1, 1–4

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).