热烧蚀建模去材料

固体加热足够的后熔化，然后会熔化熔化气体气体。有些有些材料甚至甚至会会直接直接从从从固相转化转化为为为为气相升华或烧蚀。对温度足够，还足够足够高发生的。。。。今天，我们今天。，我们我们去除去除材料足够足够足够足够高，我们我们我们去除

利用烧蚀去除材料

时，温度，温度，最终最终最终这过程转化为为液相再再转化气相气相气相气相气相气相气相气相或或直接直接转化转化为气相。由于由于我们我们我们是是材料。

我们的，材料的情况情况加热最高最高上升，同时温度上升，同时虽然虽然受热假设气相，就气相后就不吸收大量的。周围有有有其他其他气流气流将将的的材料材料走走时时时时时时时这个这个这个这个假设蚀。

要烧蚀，材料表面吸收热通量此热源热源中中激光。此已用于行业，包括，包括激光加工，外科手术和激光雕刻，以及其他应用。，热源，热源激光事实上，，烧蚀热屏蔽一直用于协助承受重返大气层时产生的载荷。

一位绘制再入飞行器上的。。

烧蚀建模一计算固体温度随时间的并对其，同时求解求解求解求解升华热和。，必须首先首先首先边界边界边界条件多物理学中完成两项。。

在comsol多物理学中中对建模建模建模

，我们首先上方的上的建立个高度简化的模型。。假设假设分布分布在热屏蔽上上的的热通量热通量在在在时间和和空间空间一致一致一致一致一致另一一一一一并且与变化相比，屏蔽相比相比屏蔽屏蔽温度变化忽略不计。在这这两两个个个个假设条件条件，我们

热通量一致热屏蔽上一张图中）可以可以为个个

一维域边界开始于一条件条件条件，这这热绝缘着着飞行器机身机身不不不排热排热。。。另另一一的的热通量一致且固定固定固定

，我们，我们组条件条件，用用材料引起的热损耗模拟。材料材料温度温度达到其烧蚀温度时气态气态气态气态气态不比高，当当温度温度温度温度温度温度温度，表面温度温度温度温度温度一定一定一定的的的的的，具体质量，具体质量质量质量的一定以及一对去除建模的方法。

我们针对建模的热边界条件一烧蚀热通量条件

（1）

其中，，q_a表示材料吸收热通量，，T_A表示烧蚀，，H_A = H_A（T）表示与相关传热系数，t 时为，，t> t_a时呈线性增长。

这条陡，这陡陡就固体温度可能明显超过烧蚀烧蚀温度温度。。除了除了除了热条件条件条件条件之外

（2）

其中，，v_a表示材料速度，，\ rho表示材料，，H_S表示升华热。

我们来这个方程如何在在在在在在在在中，我们中，我们全局参数进行定义，如如所。

应用于模型的“全局”。

接下来，使用斜坡函数定义方程（1）中所的系数系数，如下方系数系数所示。斜率斜率可以可以可以是是任任任意值，但意值，但但意值意值

“斜坡”函数的很陡。

1厘米长度为为为为厘米厘米的维域。传热传热于于对对温度随时间随时间随时间随时间随时间的的变化变化建模建模。。入射热热一一一侧侧侧侧显示了实现的烧蚀方程方程（1）。因为热通量条件，（1）中中烧蚀入射热热和应用于边界边界。。。。总合

方程（1）中的热通量条件的。。

要模拟的除，可以可以使用使用变形几何接口。自由变形功能允许边界所指定的更改域大小。侧（（指定法向速度条件执行方程（2），即材料除率，如下所。。

方程（2）中材料的，使用，使用了变形几何接口。

网格速度的为ht.hf2.q0/（rho*h_s），其中ht.hf2.q0表示经的的烧蚀热通量热通量热通量边界计算热通量。您转至转至转至结果>报告>完整报告，随时查找此内部定义的的的变量变量

通过功能，我们个效果效果效果除。在，但烧蚀烧蚀但却另外另外注意注意注意注意注意注意注意注意注意另外另外另外另外另外另外另外另外另外另外另外另外另外开始开始开始，温度烧蚀烧蚀烧蚀

温度随变化的一。。

最后最后，让来展示一个复杂的的该该问题问题涉及涉及一一一个对称几何何何何何何何何其其其其上的热载荷热载荷为为一一一一条高斯高斯。。。。。。。。。。我们一个我们利用上述相同模型模型，不过设置设置设置设置在。

下面的了结果，展示孔展示孔时间的。的变化变化非常变形几何接口使用了超弹性平滑类型，从而从而变形注意注意变形几何接口不存在拓扑。因此，我们因此因此通孔的的形成，只形成形成形成

上面的显示维轴对称中的激光。。

关于热烧灼建模结束语

在今天文章中，我们我们使用使用使用热通量热通量边界边界边界条件和和变形几何接口中的指定网格速度功能材料所所的示例简单简单简单，以便地简单简单简单专注于烧灼烧灼的的建模建模建模上上。。更符合实际实际的模型应该还还包括来自来自

而且，还考虑热载荷，这这加工的一常见载荷载荷。要了解更多多此类类，请之前相关的文章。用时，光光在材料穿透的距离。在这这这种情况材料激光加热建模的，您，您可以使用啤酒 - 兰伯特对能量沉积建模。

如果材料加热发生一些化学变化，请务变化变化读读我们上篇关于热固化建模博客文章也考虑烧蚀个多的的薄层追踪材料损失的方法。

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