激光同轴送粉增材制造技术是一种先进的金属快速成形技术,激光作为加工热源具有稳定性、集中性、可调性等优点,同时同轴送粉式的优点降低了加工过程中的耗材率,因此该技术在大型复杂结构加工领域具有其他技术难以比拟的应用前景。然而,在激光同轴送粉增材过程中工艺参数对成形质量的影响难以控制,成形中过程中的温度场和熔池流场对加工质量具有显著影响,无法通过预加工调试加工参数。因此运用数值建模仿真模拟方法研究激光同轴送粉增材制造的工艺参数与温度场及熔池流场关系具有重要意义。本文的主要研究工作如下:1)基于元胞自动机方法建立激光同轴送粉增材制造温度场模型依据激光同轴送粉增材制造过程的材料分层叠加特点,进行元胞自动机方法的前处理,选择元胞单元、元胞邻居类型、设置元胞状态属性、时间与空间离散。基于傅立叶热传导定律与能量控制方程差分得到元胞热传导规则,同时考虑气液表面与固-液表面处的边界条件,综合以上内容构建出元胞自动机方法的增材制造温度场模型。2)基于元胞自动机方法建立激光同轴送粉增材制造流场计算模型在温度场模型的基础上分析熔池流体的流动机理,总结出包括重力、气-液界面处表面张力、浮力、剪切粘滞力、压力的五项作用力。在熔池流动的力学基础上,根据动量守恒定律建立了中心元胞在X、Y、Z方向的速度传导规则从而构建出基于元胞自动机方法的熔池流场模型。3)开展激光同轴送粉增材制造工艺研究实验首先,设计镍基合金粉末单道单层成形实验研究激光功率、送粉速率等工艺参数对成形轮廓形貌的影响,分析了工艺参数对单道成形轮廓高度、宽度、边界角度、生长率的影响;研究了能量比（单位重量粉末的能量）对轮廓宽度与边界角度的影响。其次,设计了316L不锈钢粉末多道单层成形实验研究搭接率、扫描道数对多道单层成形轮廓形貌的影响。上述工艺参数对成型质量的实验研究为温度场与流场模型计算结果的分析提供了理论基础。4)使用C++语言及Matlab实现温度、流场模型的数值计算及可视化并分析结果根据模型设计的温度场、流场算法流程图,使用C++编程语言实现温度传导规则、熔池流动规则的程序编写,计算结果通过Matlab可视化输出。采用激光同轴送粉增材制造实验中的工艺参数进行温度场及流场的模型计算。分析不同工艺参数下的温度场与熔池流场的变化情况,包括激光功率、送粉速率以及激光扫描速度。同时分析了多道单层不同位置点处的温度循环曲线并进行比较。分析了激光功率与送粉速率对熔池尺寸的影响,对实际加工中工艺研究具有重要意义。