Simulation of Assist Gas Flow in File Laser Cutting with High Performance Nozzles
Kolehmainen, Jari (2013)
2013
Teknis-luonnontieteellinen koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
Luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2013-03-06
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201303181086
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201303181086
Tiivistelmä
Työn päämääränä oli esittää laskennallinen CFD-malli apukaasuvirtaukselle laser leikkauksessa. Mallin tarkoituksena on auttaa apukaasusuutinten suunnittelussa. Työssä käsiteltiin myös apukaasun roolia laser leikkauksessa, jotta lukija kykenisi paremmin ymmärtämään työn päämäärää.
Simulaatiot suoritettiin Star-CCM+ CFD-ohjelmistolla. Simuloinnissa käytettiin tavanomaista eriytettyä ratkaisijaa yhdistetyn ratkaisijan sijasta, jotta laskenta voitaisiin pitää mahdollisimman kevyenä. Tästä on erityisesti hyötyä, kun monimutkaisempia malleja yhdistetään kaasuvirtaukseen. Työssä vertailtiin myös kahta eri viskositeetti mallia. Malleiksi valittiin Sutherlandin-laki ja vakio viskositeetti malli. Molemmat mallit antoivat samankaltaisia tuloksia, mutta Sutherlandinlain käyttö aiheutti numeerisia ongelmia. Tästä syystä vakio viskositeetti malli oli sopivampi kyseiseen ongelmaan.
Laskentatulosten paikkansapitävyyttä arvioitiin Schelieren-kuvien avulla. Vertailussa tultiin lopputulokseen, että kyseinen malli pystyi ennustamaan kaasuvirtauksen Lavalsuuttimessa riittävän hyvin.
Simulaatiot suoritettiin Star-CCM+ CFD-ohjelmistolla. Simuloinnissa käytettiin tavanomaista eriytettyä ratkaisijaa yhdistetyn ratkaisijan sijasta, jotta laskenta voitaisiin pitää mahdollisimman kevyenä. Tästä on erityisesti hyötyä, kun monimutkaisempia malleja yhdistetään kaasuvirtaukseen. Työssä vertailtiin myös kahta eri viskositeetti mallia. Malleiksi valittiin Sutherlandin-laki ja vakio viskositeetti malli. Molemmat mallit antoivat samankaltaisia tuloksia, mutta Sutherlandinlain käyttö aiheutti numeerisia ongelmia. Tästä syystä vakio viskositeetti malli oli sopivampi kyseiseen ongelmaan.
Laskentatulosten paikkansapitävyyttä arvioitiin Schelieren-kuvien avulla. Vertailussa tultiin lopputulokseen, että kyseinen malli pystyi ennustamaan kaasuvirtauksen Lavalsuuttimessa riittävän hyvin.