激光熔覆数值模拟是一种重要的技术手段，它可以在设计阶段对工艺参数进行优化，以提高熔覆层的
质量和性能。本文将围绕激光熔覆数值模拟的关键技术进行分析，重点介绍了使用 COMSOL 仿真软件
进行双椭球热源模型的数值模拟。
激光熔覆技术是一种应用于金属熔覆和熔融喷涂等领域的先进制造技术。在激光熔覆过程中，激光束
聚焦在工件表面，使表面局部区域被熔化，并与熔覆材料相互扩散，形成一薄层材料。由于激光束能
量密度高、熔化速度快，激光熔覆具有高效、低热影响区、成形灵活等优点。然而，激光熔覆过程中
的温度分布和熔覆层的质量直接影响到熔覆成形质量和材料性能。
为了研究激光熔覆过程中的温度分布和流场特性，数值模拟成为一种重要的手段。其中，双椭球热源
模型是一种常用的数值模拟方法。该模型基于椭球形热源的分解方法，将激光熔覆过程简化为一组由
椭球形热源组成的问题。其中，热源的形状和尺寸可以根据激光照射的形式和能量密度进行调节，以
模拟实际工艺中的熔覆情况。
在双椭球热源模型中，需要考虑多个参数的影响，包括材料的热物性参数、相变、马兰戈尼效应和布
辛涅斯克近似等。首先，材料的热物性参数对温度分布和相变过程有重要影响。不同材料具有不同的
热导率、热容和密度等参数，这些参数直接影响到熔覆过程中的温度分布和相变规律。其次，相变是
激光熔覆过程中的重要物理现象之一，它会导致材料的相变温度和相变潜热发生变化，从而影响到熔
覆层的质量和性能。此外，马兰戈尼效应和布辛涅斯克近似是两种常用的近似模型，用于考虑相变过
程中的能量传递和质量传递问题。
为了实现对激光熔覆过程中温度分布和流场特性的数值模拟，本文采用了 COMSOL Multiphysics
软件进行仿真分析。COMSOL Multiphysics 是一种基于有限元方法的多物理场仿真软件，它可以
实现对流体力学、传热学、电磁学等多个物理场的耦合模拟。在本文的数值模拟中，我们主要关注瞬
态温度场和流场的计算。
首先，我们需要建立几何模型。根据实际工件的形状和尺寸，可以使用 COMSOL 软件建立三维几何模
型。接下来，我们需要定义边界条件和初始条件。边界条件包括激光照射面的辐射热通量、冷却液体
的温度和速度等。初始条件是指模拟开始时的温度分布和流场状态。然后，我们需要选择合适的数值
方法和求解器。COMSOL 软件提供了多种求解方法和求解器，可以根据具体问题的特点选择合适的求
解方法和求解器。最后，我们可以进行仿真计算，并通过可视化结果进行分析和评估。通过对温度分
布和流场的分析，可以进一步优化工艺参数，提高熔覆层的质量和性能。
总之，激光熔覆数值模拟是一种重要的技术手段，它可以帮助工程师优化工艺参数，提高熔覆层的质
量和性能。本文围绕双椭球热源模型展开，介绍了 COMSOL 仿真软件的应用，重点讨论了材料的热物
性参数、相变、马兰戈尼效应和布辛涅斯克近似等影响因
