在激光材料过程中，激光辐照工件时，相当于一个热源，辐照区会发生很多现象，数值模拟对理解这些现象非常重要。对激光材料过程，已完成了大量的理论和实验研究工作，而且这方面的研究还在继续。在本论文中，采用有限元法计算激光材料过程工件的温度场，模拟激光熔池中的流体速度场，详细地重点研究了激光功率、激光能量分布和工件移动速度对温度场的影响；如果有激光熔池的重熔处理，就二维情况，模拟了流体速度场，研究了流体流动对热传导的效应；建立了一个模型模拟一步法激光涂覆过程中粉末粒子与激光的相互作用，将载流气体假定成一个稳定的射流，数值模拟了粉末粒子的速度分布。模拟结果表明对给定的材料，工件的温度场主要由激光的功率、激光的能量分布和工件的移动速度决定。数值计算证明激光的光强越大，激光辐照区域达到的温度越高；温度场分布主要取决于激光能量分布和工件的移动速度；与热扩散速度相比，工件移动速度不大的激光材料过程，可以肯定激光能量分布是影响温度场分布的第一因素，其次才是工件的移动速度；激光照射附近区域温度场的轮廓与激光功率分布相似。根据计算数据，得到的图清楚地显示出不同条件下温度场及其梯度的差别。数值模拟还表明材料的热扩散系数对温度场和处理结果有很大影响。完成了工件的激光硬化处理实验，与理论计算做了比较，结果表明理论结果与实验数据吻合。对二维情况，还计算了激光重熔处理过程激光熔池流体速度场及其效应。由于激光熔池表面存在很大的温度场梯度，熔池中流体快速运动，所以熔池区热量主要通过流体对流传递，并进一步影响熔池临近区域；流体流动使熔池区温度场比不计入流体效应的均匀。还有，由于金属流体的对流传热，相比不考虑流体影响，激光熔池变扁变浅。计算结果表明流体场对激光材料过程有很大影响，但一般来讲，数值计算流体的速度场非常困难。提出了一个解析模型模拟一步法激光涂覆过程中粉末粒子的速度分布和温度分布以及粉末粒子云对激光的衰减效应。我们的结果表明粉末粒子速度分布和温度分布依赖于载流气体的性质和过程参数，如气体-粉末喷枪轴与工件表面之间的夹角。理论模拟结果证明对小的激光-喷枪夹角，激光的衰减显著，激光的能量分布不同于原始分布；随激光-喷枪夹角增大，超过20度，激光的衰减较小，分布与入射光相似。这个解析模型的数据可以很方便地作为进一步模拟激光图覆的输入数据。最后，作为论文的结束，对激光涂覆理论模拟进行了一些讨论和综述。