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굴곡의 표면을 가진 금속의 레이저 용융에 대한 열 및 유체유동 해석
An Analysis of Heat and Fluid Flow in the Laser Surface Melting with a Deformed Surface

김영득   (한양대학교 대학원 기계공학과UU0001519  ); 심복철   (LG 실트론, 웨이퍼 연구소, 결정성장연구팀  ); 김우승   (한양대학교 기계공학과UU0001519  );
  • 초록

    Laser melting problems with deformed substrates are investigated by axisymmetric numerical simulations. Source-based method is used to solve the energy equation, and the momentum equations are solved in the liquid domain with SIMPLER algorithm. Using a laser beam with a top-hat heat flux distribution, this study is performed to examine the effect of surface deformation, beam power density and surface tension force on the molten pool during laser melting. Surface temperature decreases with increasing surface deformation, while surface velocity increases. It is found that surface deformation, beam power density and surface tension force have a very significant effect on heat transfer and fluid flow during laser melting.


  • 주제어

    레이저 용융 .   열모세관 대류 .   굴곡의 표면.  

  • 참고문헌 (17)

    1. Anthony, T. R. and Cline, H. E., 1977, 'Surface Rippling Induced by Surface Tension Gradients During Laser Surface Melting and Alloying,' J. Appl. Phys., Vol. 48, pp. 3888-3894 
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    3. Chan, C., Mazumdar, J. and Chen, M. M., 1984, 'Three-Dimensional Model for Convection in Laser Melted Pool,' paper presented at ICALEO-85 
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    6. Kim, W. S. and Sim, B. C., 1997, 'Study of Thermal Behavior and Fluid Flow during Laser Surface Heating of Alloys,' Numerical Heat Transfer, Part A, Vol. 31, pp.703-723 
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    8. Chen, S. C., Cahill, D. G. and Grigoropoulos, C. P., 2000, 'Melting and Surface Deformation in Pulsed Laser Surface Micromodification of Ni-P Disks,' J. Heat Transfer, Vol. 122, pp. 107-112 
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    12. Sim, B. C. and Kim, W. S., 2003, 'Melting and Dynamic-Surface Deformation in Laser Surface Heating,' Int. J. Heat Mass Transfer, submitted for publication 
    13. Sim, B. C., Kim, W. S. and Zebib. A., 2004, 'Axisymmetric Thermocapillary Convection in Open Cylindrical Annuli with Deforming Interfaces,' Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 47, pp. 5365-5373 
    14. Sim, B. C., Kim, W. S. and Zebib. A., 2004, 'Dynamic Free-Surface Deformations in Axisymmetric Liquid Bridges,' Advances in Space Research, Vol. 34, pp. 1627-1634 
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    16. Swaminathan, C. R. and Voller, V. R., 1993, 'On the Enthalpy Method,' Int. J. Numerical Methods Heat Fluid Flow, Vol. 3, pp. 233-244 
    17. Pantankar, S. V., 1980, 'Numerical Heat Transfer and Fluid Flow,' Hemisphere Publishing Corp. 

 저자의 다른 논문

  • 김영득 (4)

    1. 2006 "간접 가열방식의 연속식 열처리로내 판(Plate) 온도해석에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 30 (6): 514~522    
    2. 2009 "디젤엔진의 $NO_X$ 저감을 위한 SCR $DeNO_X$ 촉매의 모델링 및 성능해석" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 17 (1): 137~145    
    3. 2010 "열공압형 마이크로펌프의 액추에이터 박막 거동 특성에 관한 실험적 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 34 (6): 599~606    
    4. 2012 "백금산화촉매를 통한 이산화질소(NO2)의 저감 특성에 관한 실험적 연구" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 20 (4): 142~149    
  • 김우승 (49)

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