Development and comparison of a Heat transfer model
for SLM in OpenFoam and commercially available
FEM software.

Christodoulou, Ioannis; Χριστοδούλου, Ιωάννης

dc.contributor.author	Christodoulou, Ioannis	en
dc.contributor.author	Χριστοδούλου, Ιωάννης	el
dc.date.accessioned	2021-10-01T08:44:19Z
dc.date.available	2021-10-01T08:44:19Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53916
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21614
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	OpenFOAM	en
dc.subject	Additive manufacturing	en
dc.subject	Thermal model	en
dc.subject	Conduction mode	en
dc.subject	Κατεργασίες προσθήκης υλικού	el
dc.subject	Τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλου	el
dc.subject	SLM	en
dc.subject	Θερμικό μοντέλο	el
dc.subject	Πρόγραμμα ανοικτού κώδικα	el
dc.subject	Σύγκριση	el
dc.title	Development and comparison of a Heat transfer model for SLM in OpenFoam and commercially available FEM software.	en
dc.title	Ανάπτυξη και σύγκριση μοντέλων μεταφοράς θερμότητας για κατεργασία SLM σε OpenFoam και σε εμπορικό πακέτο πεπερασμένων στοιχείων.	el
dc.contributor.department	Manufacturing Technology	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Additive Manufacturing	en
heal.classification	Κατεργασίες Προσθήκης Υλικού	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-07-16
heal.abstract	The focus of this work was to simulate the heat transfer on two different software, COMSOL 5.6 and OpenFOAM v5, during the additive manufacturing process named, Selective Laser Melting (SLM). A heat transfer model, in conduction mode, was implemented with Gaussian distributed laser beam striking down on the top surface. First of all, a brief presentation of SLM is given. Then the model assumptions are formed. Moreover, the governing Equations and Laser Boundary Conditions mathematical treatment are presented in this work. The generation of the code for OpenFOAM and the model for the COMSOL are presented, too. In addition, the workflow for each program is presented and the implementation of the heat transfer model is included. On OpenFOAM, laplacianfoam solver was used, whereas on COMSOL Heat Transfer in Solids Module was used. The results were compared in respect to three different laser speeds. The runtime, operating system resources management and user interface were compared, too. During comparison, both software operated adequately, and it is concluded that for different application each software maybe be more capable than the other. In the end of this work, reader will be able to answer to questions such as what is the modeling workflow for the two programs? How to model conduction mode on SLM process? How far can the single-track simulation enrich? Which software is most suitable for which application? How OpenFOAM and COMSOL manage computer resources? And more...	en
heal.abstract	Η διπλωματική με το παραπάνω θέμα εστιάζει στην προσομοίωση της κατεργασίας προσθήκης υλικού, Selective Laser Melting (SLM) υλοποιώντας ένα μοντέλο μεταφοράς θερμότητας, σε δύο διαφορετικά λογισμικά, το COMSOL 5.6 και το OpenFOAM v5. Το μοντέλο αυτό περιλαμβάνει τον μηχανισμό μεταφοράς θερμότητας με αγωγή. Η δέσμη laser η οποία χτυπά το υλικό ακολουθεί γκαουσιανή κατανομή. Πρώτα απ’ όλα, δίνεται μια σύντομη παρουσίαση της κατεργασίας SLM. Στη συνέχεια σχηματίζονται οι παραδοχές του μοντέλου αυτού. Επιπλέον παρουσιάζεται ο μαθηματικός χειρισμός των εξισώσεων και των οριακών συνθηκών του laser, καθώς και η δημιουργία του κώδικα για το OpenFOAM και το μοντέλο για το COMSOL. Επιπλέον, γίνεται εκτενής περιγραφή της διαδικασίας που ακολουθείται για την μοντελοποίηση, καθώς και παρουσίαση της κατάστρωσης του μοντέλου στα δύο αυτά λογισμικά. Στο OpenFOAM, χρησιμοποιήθηκε ο επιλύτηςlaplacianfoam, ενώ στο COMSOL, το Heat Transfer in Solids Module. Τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν σε τρείς διαφορετικές ταχύτητες laser, καθώς επίσης και ο χρόνος εκτέλεσης, η διαχείριση πόρων του λειτουργικού συστήματος και το περιβάλλον εργασίας χρήστη. Κατά τη σύγκριση, και τα δύο λογισμικά λειτούργησαν επαρκώς και συνάγεται το συμπέρασμα ότι για διαφορετική εφαρμογή κάθε λογισμικό μπορεί να είναι πιο ικανό από το άλλο. Συμπερασματικά, ο αναγνώστης θα είναι σε θέση να απαντήσει σε ερωτήσεις όπως: ποια είναι η μεθοδολογία μοντελοποίησης για τα δύο προγράμματα; πώς μπορεί να μοντελοποιηθεί η μεταφορά θερμότητας με αγωγή στη κατεργασία SLM; πόσο πολύ μπορεί να εμπλουτιστεί η προσομοίωση της κατεργασίας αυτής; ποιο λογισμικό είναι το πιο κατάλληλο για ποια εφαρμογή; πώς τα προγράμματα OpenFOAM και COMSOL διαχειρίζονται τους πόρους του υπολογιστή;	el
heal.advisorName	Markopoulos, Angelos	en
heal.advisorName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Markopoulos, Angelos	en
heal.committeeMemberName	Manolakos, Dimitrios	en
heal.committeeMemberName	Vosniakos, George-Christopher	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	106 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false