激光选区熔化是增材制造技术的一个重要分支,近年来得到了很多研究者的关注并获得飞速的发展。在激光选区熔化的过程中会发生很多物理和化学的变化,如激光热源的移动、粉末的熔化以及凝固、熔池内流体的流动等等,这些过程共同决定了所制造出来的零件的质量以及寿命,因此,对激光选区熔化的过程进行研究具有重要的意义。其中,激光选区熔化过程中熔池的温度场以及速度场对于材料的熔化和凝固有着不可忽视的影响,所以本文就熔池内部所发生的物理现象进行模拟研究能更深入地了解激光选区熔化的加工过程。本文的主要工作和结论如下:本文利用Fluent软件,针对激光选区熔化过程中所发生的物理现象进行研究。固液相变是激光选区熔化过程中所发生的基础现象,本文针对经典的金属镓熔化实验进行模拟计算,所得出的结果与实验结果有较好的符合,验证了所使用的熔凝模型的正确性和有效性。激光能量的输入是随着时间而变化的,在熔凝模型的基础上,增加了定点和移动的激光热源,对激光加工过程中所发生的物理现象进行了详细研究和分析,发现温度梯度表面张力系数的正负对于熔池内部的速度场以及熔池的形貌都会产生重要的影响,而激光热源的移动会使熔池变得不再对称,热影响区也随之变化,所得的结果有助于更深入地了解激光选区熔化过程中熔池内的物理现象。在移动热源研究的基础上,总结了前人用于模拟计算粉末熔化、塌陷过程的方法,提出了一种用于计算粉末熔化后塌陷过程的修正的VOF方法,并利用高斯分布的体热源模型对钛合金激光选区熔化过程进行模拟计算。计算结果表明,粉末层体积的变化会对熔池及其周围的温度场和速度场以及工件最终的形貌产生影响。计算结果与实验结果有着较好的吻合,因此这种方法能在一定程度上预测熔池内部的物理现象对成形件的影响。