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1、 数值模拟论文：连铸结晶器内的流场和液面波动的数值模数值模拟论文：连铸结晶器内的流场和液面波动的数值模拟拟【中文摘要】结晶器是连铸机中最关键的部件,它的性能对连铸机的生产能力和铸坯质量起着十分重要的作用,被称为连铸机的“心脏” 。结晶器内钢液的流动状态和液面波动直接影响连铸生产和铸坯质量。铸坯大多数表面缺陷都源于结晶器。同时,要提高连铸产量,就需要较高的拉坯速度,但拉坯速度提高会使结晶器内钢水流动和液面扰动变得剧烈,给铸坯质量带来新的问题。因此,进行结晶器内钢液流场和液面波动的分析研究就显得尤为重要。连铸结晶器内的钢液流动是一个在高温下极其复杂的物理过程,直接测量结晶器内的钢液流动难度很大。利
2、用数值模拟的方法对结晶器内的流场进行研究,定量的了解结晶器内钢液的流动状态和特征是一种行之有效的方法。长期以来,由于自由表面的非稳态相界面处理的困难,一般结晶器内钢液的流动行为研究多简化为稳态处理,并且不考虑自由液面的波动,忽略了由于界面张力而引起的弯月面而常将弯月面设成光滑壁面或是对称面。为了了解自由液面的液面行为,本人利用多相流 VOF 模型,将湍流模型与多相流模型耦合计算,为优化浇注工艺提供依据。本文以断面为 180mm1280mm 的结晶器为研究对象,运用 FLUENT 商业软件对结晶器内钢液流场和液面波动进行了三维.【英文摘要】Mold, as the most crucial pa
3、rt in the continuous casting machine and called the heart of it, plays an important role in improving the quantity and quality of the steel. Flow pattern and surface fluctuation of molten steel in the mold directly influence the continuous casting production and billet quality. Most of billet surfac
4、e defects originate from the continuous casting mold. At the same time, the billet quality increases with a higher casting speed. But the higher speed makes flow field and surface fluc.【关键词】数值模拟 自由液面 拉速 浸入式水口【英文关键词】numerical simulation surface fluctuation casting speed submerged entry【索购全文索购全文】联系联系Q
5、 Q1 1：138113721138113721 Q Q2 2：139938848139938848【目录】连铸结晶器内的流场和液面波动的数值模拟 摘要 5-6 Abstract 6 引言 9-10 1 文献综述 10-25 1.1 连续铸钢技术的概况及发展历程 10-14 1.1.1 国内连铸技术的发展 11-12 1.1.2 国外连铸技术的发展 12-13 1.1.3 新型连铸技术的开发 13-14 1.2 结晶器的作用和结晶器的研究现状 14-19 1.2.1 结晶器的作用 14-15 1.2.2 结晶器流场的研究 15-19 1.3 模拟方法 19-21 1.3.1 物理模拟方法 20
6、 1.3.2 数学模拟方法 20-21 1.4 连铸过程中数值模拟技术的应用及发展现状 21-25 2 课题研究的意义和主要内容 25-27 2.1 课题研究的意义 25 2.2 课题研究的主要内容 25-27 3 结晶器内钢液流动和液面波动原理分析 27-34 3.1 钢液流动和液面波动的理论依据 27-31 3.2 软件介绍 31-32 3.3 运动界面的追踪：VOF 方法 32-34 4 板坯结晶器流场和液面波动的数学模型 34-39 4.1 基本方程 34-35 4.2 模型参数 35-37 4.3 结晶器内的基本假设 37-38 4.4 结晶器内的边界条件 38 4.5 结晶器内的求
7、解方法 38-39 5 模拟结果分析 39-56 5.1 结晶器内流场的基本特征 39-40 5.2 结晶器内钢液的液面波动 40-44 5.2.1 结晶器内钢液的液面波动随时间的变化 40-41 5.2.2 结晶器内钢液液面波动的三维图 41-44 5.3 拉速对结晶器内钢液流场和液面波动的影响 44-48 5.3.1 拉速对结晶器内流场的影响 44-46 5.3.2 拉速对结晶器内钢液液面波动的影响 46-47 5.3.3 拉速对结晶器内钢液液面速度的影响 47 5.3.4 拉速对结晶器内钢液液面湍流动能的影响 47-48 5.4 浸入式水口倾角对结晶器内流场和液面波动的影响 48-51
8、5.4.1 浸入式水口倾角对结晶器内流场的影响 48-49 5.4.2 浸入式水口倾角对结晶器内钢液液面波动的影响 49-50 5.4.3 浸入式水口倾角对结晶器内钢液液面速度的影响 50 5.4.4 浸入式水口倾角对结晶器内钢液液面湍流动能的影响 50-51 5.5 浸入式水口浸入深度对结晶器内流场和液面波动的影响 51-54 5.5.1 浸入式水口浸入深度对结晶器内流场的影响 51-52 5.5.2 浸入式水口浸入深度对结晶器内钢液的液面波动的影响 52-53 5.5.3 浸入式水口浸入深度对结晶器内钢液的液面速度的影响 53 5.5.4 浸入式水口浸入深度对结晶器内钢液的液面速度湍流动能的影响 53-54 5.6 综合因素的相互影响 54-55 5.7 本章小结 55-56 6 结论 56-57 参考文献 57-63 在学研究成果 63-64 致谢 64
