COMSOL | 激光加热的参数化研究

引读： 在现代工程与科学研究中，激光加热过程广泛应用于材料加工、医学治疗以及高精度制造等领域。准确了解激光加热过程中材料的温度变化对于优化设计、提高性能至关重要。今天，我们将探讨如何使用 COMSOL Multiphysics 进行激光加热仿真，并计算加热过程中温度的峰值、平均值。

一、激光加热仿真简介

激光加热是一种通过激光束将能量集中于材料表面，导致材料温度升高的过程。该过程涉及到热传导以及热对流等复杂现象。为了模拟这一过程，我们可以利用 COMSOL Multiphysics 的强大功能进行精确仿真。

二、激光加热的参数化研究

对激光频率、光斑半径、脉宽，移动时间等参数化进行研究。

1. 定义物理场 ：首先，在 COMSOL 中创建一个新的模型，并选择“固体传热”、事件物理场。激光加热过程主要涉及热传导，因此我们需要设置适当的热传导方程来描述热量在材料中的传播。

2. 设置几何模型 ：定义模型的几何形状。假设我们要加热一个矩形薄板，可以在 COMSOL 中绘制一个矩形，并定义其尺寸和材料属性。

3. 定义材料属性 ：为模型指定材料属性，如热导率、比热容和密度等。这些参数将影响热传导的效果，并且需要根据实际材料的特性进行设置。

4. 设置激光源 ：在“边界条件”部分设置激光的加热条件。通常，激光加热可以通过指定一个时间变化的热源或表面热流来实现。根据实际需求调整激光功率和作用时间。

5. 网格划分 ：为了确保仿真的准确性，特别是在激光作用的区域，进行网格细化。网格越细，计算结果的精度越高，但计算时间也会增加。

6. 求解设置 ：配置求解器参数，选择适当的时间步长和迭代次数，以确保获得稳定的解。可以设置求解器在每个时间步长中进行适当的迭代，以捕捉温度变化的动态过程。

7. ---------------------------- 结果展示 -------------------------------
   

图 1 不同时刻的表面温度

图 2 不同 时刻的 表面温度

图3 表面温度最大值和平均值

模型案例，可以私信付费获取。