Numerical assessment of miniaturized cold spray nozzle for additive manufacturing
Notice bibliographique
Résumé
Purpose Application of cold spray technology may exhibit significant benefits for the additive manufacturing process, particularly for producing intricate objects. To ascertain the feasibility of such an application, this paper aims to present a numerical investigation of the effect of scaling down a convergent-divergent (de Laval) nozzle, which is typically used in the cold spray industry, on the compressible flow parameters and thermal characteristics. Design/methodology/approach The Navier–Stokes equations and energy equation governing compressible flow are numerically solved using a finite volume method with a coupled solver. The conjugate heat transfer technique is used to couple fluid and solid heat transfer domains and predict the local heat transfer coefficient between the solid and fluid. The use of various RANS turbulence models has also been investigated to quantify the effect of the turbulence model on the simulation. Findings The numerical results reveal that the flow and thermal characteristics are altered as the convergent-divergent nozzle is scaled down. The static pressure and temperature profiles at any section in the nozzle are shifted toward higher values, while the Mach number profile at any section in the nozzle is shifted toward a lower Mach number. The turbulent kinetic energy at the nozzle exit increases with the scaling down of the nozzle geometry. This study also provides convincing evidence that the adiabatic approach is still suitable even though the temperature of the nozzle wall is extremely high, as required for industrial application. Results indicate that it is feasible to use the available capabilities of the cold spray technology for additive manufacturing after scaling down the nozzle. Originality/value The idea of adopting cold spray technology for additive manufacturing is new and innovative. To develop this idea into a viable commercial product, a thorough understanding of the flow physics within a cold spray nozzle is required. The simulation results discussed in this paper demonstrate the effect that scaling down of a convergent-divergent nozzle has on the flow characteristics in the nozzle.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».