Revisión de Métodos Computacionales Basados en Partículas y Su Aplicación en el Modelado Computacional de Soldadura, Fundición y Fabricación Aditiva
Autores: Tong, Mingming
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Variedad
Métodos basados en partículas
Interfaces
Deformación
Transferencia de calor
Transformación de fase
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Se han desarrollado una variedad de métodos basados en partículas con el propósito de modelar computacionalmente procesos que involucran, por ejemplo, cambios topológicos complejos de interfaces, deformación plástica significativa de materiales, flujo de fluidos en conjunto con transferencia de calor y transformación de fases, flujo en medios porosos, flujo granular, etc. A diferencia de los métodos convencionales que resuelven directamente las ecuaciones gobernantes relacionadas utilizando una malla computacional, los métodos basados en partículas primero discretizan el medio continuo en pseudo-partículas discretas en matemáticas. Luego, los métodos resuelven matemáticamente las ecuaciones gobernantes considerando la interacción local entre pseudo-partículas vecinas. Tales soluciones pueden reflejar el flujo general, la deformación, la transferencia de calor y los procesos de transformación de fases de los materiales objetivo a escala mesoscópica y macroscópica. Este artículo revisa los conceptos fundamentales de cuatro métodos diferentes basados en partículas (método de Lattice Boltzmann-LBM, hidrodinámica de partículas suavizadas-SPH, método de elementos discretos-DEM y método de elementos finitos de partículas-PFEM) y su aplicación en la investigación de modelado computacional sobre soldadura, fundición y fabricación aditiva.
Descripción
Se han desarrollado una variedad de métodos basados en partículas con el propósito de modelar computacionalmente procesos que involucran, por ejemplo, cambios topológicos complejos de interfaces, deformación plástica significativa de materiales, flujo de fluidos en conjunto con transferencia de calor y transformación de fases, flujo en medios porosos, flujo granular, etc. A diferencia de los métodos convencionales que resuelven directamente las ecuaciones gobernantes relacionadas utilizando una malla computacional, los métodos basados en partículas primero discretizan el medio continuo en pseudo-partículas discretas en matemáticas. Luego, los métodos resuelven matemáticamente las ecuaciones gobernantes considerando la interacción local entre pseudo-partículas vecinas. Tales soluciones pueden reflejar el flujo general, la deformación, la transferencia de calor y los procesos de transformación de fases de los materiales objetivo a escala mesoscópica y macroscópica. Este artículo revisa los conceptos fundamentales de cuatro métodos diferentes basados en partículas (método de Lattice Boltzmann-LBM, hidrodinámica de partículas suavizadas-SPH, método de elementos discretos-DEM y método de elementos finitos de partículas-PFEM) y su aplicación en la investigación de modelado computacional sobre soldadura, fundición y fabricación aditiva.