针对金属增材制造的重大需求，研发了一个粉末尺度金属增材制造综合模拟框架，以研究与再现激光选区熔融和电子束选区熔融等金属粉末增材制造从输粉或逐层铺粉到沿着指定路径熔化粉末的整个工艺流程。该粉末尺度综合模拟框架包括1)有效的激光/电子束能量热源模型；2)基于离散单元法(DEM)与有限体积法(FVM)耦合的铺粉/输粉精准模拟技术；3)基于FVM与体积分数法(VOF)的金属粉末的流动、传热与相变模拟技术；4)基于iso-Advector的新型高灵敏度的界面追踪技术；5)DEM-FVM交互三维几何数据传递技术。该粉末尺度增材制造模拟框架再现了增材制造中粉末颗粒的运动(输粉、铺粉)与熔融的全过程，可以研究众多其他方法难以模拟的复杂物理现象(如热源与粉末熔池激烈相互作用所导致的孔隙缺陷、物质飞溅与熔道剥蚀等)；实现了粉床上多道乃至多层熔融的数值模拟，从而可以研究扫描路径及连续铺层对成型的影响等目前增材制造领域基本空白却又至关重要的研究方向。