COMSOL环境下短电弧加工与电火花加工的融合研究：相变与反冲压力下的弱贡献及其在激光打孔最新...

comsol短电弧加工 电火花加工 电弧加工 激光打孔最新版本 考虑相变 反冲压力 弱贡献

电弧加工和激光打孔这类热力耦合过程，搞仿真的兄弟都知道有多难搞。最新版COMSOL的活字招牌就是能把相变、反冲压力这些妖魔鬼怪打包处理，今天咱们就掰开揉碎了看看怎么用代码调教这些物理场。

先看相变这块硬骨头。材料从固态变液态再气态，热力学参数跟过山车似的。在材料节点里直接扔个分段函数最省事：

if(T<300[K], 7850[kg/m^3],  //固态密度
   if(T<1800[K], 7000[kg/m^3],  //液态
   0.5[kg/m^^3]))  //气态

但这招在相变区间会抽风，建议直接上相场法。弱贡献里加个相变潜热项，核心代码就三行：

test(H)*deltat - test(phi)*L*(f(phi)-f_old(phi))

这里的phi是相场变量，H是焓。注意f(phi)要用双阱势函数，不然相界面扩散得亲妈都不认识。

反冲压力更是个戏精，激光打孔时金属蒸汽产生的反冲力能把熔池压出波浪形。动量方程里得手动添加这个压力项：

F_recoil = p0*exp(-((x-x_spot)^2+(y-y_spot)^2)/(2*r_beam^2)) 

重点是这个p0要和蒸发速率挂钩，建议在全局定义里搞个耦合变量，实时读取表面蒸发质量流率。

弱贡献的骚操作在于能绕过标准物理接口的限制。比如处理移动熔池边界时，在自由表面边界上这么写：

weak = -n*(gamma*kappa + F_recoil) 

kappa是表面曲率，gamma是表面张力系数。这行代码直接把表面张力和反冲压力打包送进NS方程，比用内置多物理场耦合灵活十倍。

最后来个真香警告：最新版新增的相变传热接口虽然省事，但遇到非等温相变还是得自己撸袖子改弱形式。建议先用官方模块搭框架，再在结果里右键"显示方程"抄作业，比直接硬刚效率高得多。