激光制造同轴粉末/载流气体两相流中存在动量、质量和能量传输等物理过程，它们直接决定激光制造的质量和精度。 重点报道国内外粉末流中动量和质量输运方面的综合研究结果：提出了激光同轴送粉二相流物理模型;根据气体/固体两相流理论建立了动量质量传输方程,开发了基于FLUENT的计算机模拟专用软件; 建立了基于DPIV(Digital Particle Image Velocimetry)的气体/金属粉末两相流的速度场和浓度场检测方法，开发了图像处理专用软件; 完成了气体/金属粉末两相流的速度场和浓度场的数

研究激光同轴送粉中金属粉末流场的分布特性,对指导激光制造技术应用具有直接指导意义。重点研究了激光制造中同轴送粉条件下金属粉末流的浓度场,建立了同轴送粉嘴金属粉末流的浓度场理论模型,开发了一种新型数字粒子图像检测系统检测粉末流浓度场。该系统主要包括Nd3+:YAG激光器和CCD相机。它具有非接触测量、检测速度快、能同时给出流场的三维信息等特点。实验结果表明,粉末流的聚焦参数和浓度场分布可以通过数字粒子图像检测技术进行检测,为指导同轴粉嘴设计和激光制造粉末流参数测定提供了新的手段。

研制了一套低功率、便携、便宜、高精度的粉末流场检测系统,能对激光再制造中同轴送粉条件下金属粉末流浓度场进行检测,能适应激光机器人修复的需要。该系统主要包括532 nm,100 mW半导体激光器,片光透镜,CCD相机和检测分析软件。实验结果表明,该系统对金属粉末流浓度体积分布检测与理论计算结果有较好的一致性,能有效地指导同轴送粉嘴的设计和机器人在激光再制造中粉末流参数的测定。