数值模拟技术在连铸结晶器中的应用

连铸结晶器内的冶金过程非常复杂,等同于“黑匣子”,用传统研究方法难以观察,数值模拟技术恰能弥补这一不足.主要介绍了模拟连铸结晶器的几种常用商业数值模拟软件,并详细讨论了PHOENICS、ANSYS CFX/Fluent、ABAQUS、MARC、ProCAST和其他数值模拟软件在连铸结晶器中的具体应用及其优势和局限性.最后,为了使数值模拟技术与冶金工业更好的结合,指出了数值模拟技术在连铸结晶器中的发展趋势.     

立式反应釜内流动形态研究

立式反应釜是湿法冶金过程的主要设备,但是反应釜物料混合的均匀程度不易控制。数值模拟技术能够了解釜内物料的流动状态,为湿法冶金反应釜过程提供理论依据。采用计算流体力学(CFD)的方法,建立多重参考系(MRF)模型及Realizable k-ε湍流模型对实验室规模立式反应釜搅拌过程进行数值模拟,研究搅拌转速、搅拌桨叶直径及阻尼挡板对搅拌流场的影响。结果表明:搅拌速度增大,立式反应釜内液体流动状态先逐渐改善然后基本保持不变;增大搅拌桨叶直径,立式反应釜内流场的整体速度越大;阻尼挡板的设置有助于消除流场的漩涡现象,改善流场的分布状况。     

铅锌冶炼炉数值模拟研究

借助数值模拟技术研究冶金炉内冶炼过程已成为一种新的发展趋势,此方法不仅降低了成本,还有助于探明各工艺参数对冶金炉内冶炼过程的影响与作用机理,对其冶炼过程的稳定性与冶炼效率进行有效预测。主要介绍了国内外各种铅锌冶炼工艺的冶炼炉冶炼过程的数值模拟研究,根据研究结果进行冶炼炉的优化,研究冶炼炉内基本工况,对于提高冶金生产效率和能源利用效率具有重大意义。     

CFD数值模拟技术在矿物浮选调浆过程中的应用研究进展

调浆搅拌是矿物浮选前重要的前处理工艺,可以清洗矿物颗粒表面,创造良好的颗粒悬浮条件,使矿物颗粒与浮选药剂充分混合接触,从而起到节约药剂用量、提高浮选指标的作用。研究表明,调浆搅拌槽内合适的流场环境、工艺参数对调浆效果有重要作用。为了更好研究搅拌槽内流体的运动规律以及药剂与矿物颗粒的作用机理,使用计算流体力学(CFD)对调浆过程进行数值模拟,并与试验方法相结合,研究人员已经做了大量的科研工作。本文对调浆搅拌过程涉及到的固液混合数值模拟技术做了简述,对前人使用CFD技术在浮选调浆领域进行的研究以及获得的成果做了综述,并对CFD技术在浮选调浆过程中的研究方向做了展望。     

CFD技术在冶金中的应用

综述了计算流体力学（CFD）技术在冶金中的应用及发展情况,介绍了常用CFD商业软件的求解过程和国内外CFD技术的一些应用。     

第6届国际低合金高强度钢会议

由中国金属学会主办的＂第6届国际低合金高强度钢会议＂（HSLA Steels’2011）将于2011年5月31日-6月2日在北京召开。本次会议的主题：物理冶金、过程冶金及数值模拟、产品及应用、性能。会议组委会邀请到了来自德国、韩国、美国、俄罗斯、瑞典、日本、巴西、加拿大、     

电渣重熔精炼过程数值模拟研究进展

电渣重熔技术在高品质特殊钢的生产中占据重要地位。由于电渣重熔过程的复杂性以及现场测量条件的限制,数值模拟已成为解析其过程现象和机制的必要手段。主要综述了电渣重熔过程数值模拟的研究进展,包括电磁场、流场、传热、凝固、宏观偏析、精炼反应和夹杂物去除等,还涉及到了导电结晶器、旋转电极、加压电渣重熔、电渣接续制备双合金和电渣重熔回收不合格电解金属锰等电渣冶金新技术的数值模拟研究。利用数值模拟可以准确掌握重熔过程中多物理场的耦合作用规律,进而预测电渣锭成分分布,优化电渣锭质量,推动电渣冶金技术的发展。     

计算机模拟仿真在过程冶金中的地位和应用

计算机模拟仿真作为一种研究流动，传热和化学反应过程的方法，目前已在冶金等领域得到广泛应用并显示出良好的应用前景，结合冶金过程的一些特点概述数值模拟仿真的基本原理，区域离散化方法，求解技术及应用实例。     

数值模拟技术在冶金行业中的应用

阐述了数值模拟技术的发展历程,并对目前数值模拟软件在冶金机械设计中的应用情况进行了分析。     

铝厂通风模拟的虚拟现实研究

针对铝电解厂房的自然通风问题，以东北大学虚拟现实和系统仿真中心的虚拟现实立体投影系统为平台，研究Fluent数值模拟结果的三维立体可视化虚拟显示。在CFD三维立体显示过程中，引入了虚拟现实技术，利用Fluent软件包对厂房的通风状况进行数值模拟和结构优化，其结果经过格式转换等处理导入到VR软件，并借助输入和演示设备，进行人机交互和立体显示，从而实现虚拟现实的功能。该技术解决了Fluent数值模拟的立体显示问题。     

基于商用CFD软件的双层皮幕墙热工性能模拟程序的开发

Double-skin facade （DSF） is widely used in commercial buildings for its excellent performance in saving energy. But it＇s very difficult for the ordinary designers to predict the thermal performance of DSF due to the complexity of the energy transmitting through the DSF and the difficulty of manipulating the complicated commercial CFD （computational fluid dynamic） simulation software. This paper take an effort in the foundation of the DSF analysis code with VC ＋ ＋ 6. 0 based on the commercial CFD software. This code is complied to analyze and predict the thermal behaviorof the ‘standard＇geometry natural ventilation DSF. The analyzer can gain the thermal behavior and the air flow characteristics of DSF after entered the relevant parameters of the model. This code gives the designer a tool to make quick design decisions in analyzing and optimizing DSF.     

步进式加热炉内热工过程的数值模拟

建立步进式加热炉内流动、燃烧和传热的数学模型。炉内流场的模拟采用k-ε双方程模型,辐射换热计算采用P-1辐射模型,气相燃烧采用Species Transport模型,流场计算采用Simpler算法。采用上述模型与算法得到了炉内详细合理的温度、速度和浓度分布,并对其中影响板坯加热的温度场进行了实验验证。     

冷连轧机组乳化液喷淋流场的数值计算与分析

针对冷连轧机组轧制过程中乳化液喷淋流场采用常规数值模拟方法计算精度较差无法满足工程需求的问题,在大量的现场试验与理论研究的基础上,充分考虑到冷连轧机组的生产工艺及设备特点,建立了相应的数学模型,运用计算流体动力学（CFD）的大型商用软件Fluent对乳化液喷射流场进行了数值计算和分析,给出了在喷射梁上的三个喷嘴与喷射梁垂直和成一定角度时的速度场、压力场分布情况,为喷射梁的设计和喷淋流场的优化奠定了坚实的理论基础。     

Numerical Computational Fluid Dynamics-Based Models of Ultraviolet Disinfection Channels

Various numerical modeling approaches, all based on computational fluid dynamics (CFD) solutions for the flow field, are studied for an ultraviolet disinfection system in which the lamps are oriented perpendicular to the flow direction. A two-dimensional model assumption is made in all simulations, for which turbulent flow solutions were obtained with commercial CFD software (FIDAP). Two modeling approaches were studied. A continuum Eulerian approach was taken in formulating an appropriate advection–diffusion equation which is solved for the viable micro-organism concentration. Alternatively, a Lagrangian approach, in which particles are numerically introduced into the flow and their trajectories through a spatially varying field of ultraviolet intensities were computed, was also investigated. The effect of modeling unsteady-flow features associated with vortex shedding and motion on the extent of disinfection was examined by comparing time-averaged results based on an unsteady-flow continuum model with the results from an analogous simulation assuming a steady flow. Under the steady-flow assumption, differences between predictions of the Eulerian continuum approach and the Lagrangian particle-trajectory approach were also considered. Both modeling approaches yielded similar predictions over a range of loadings, and tended to underestimate the extent of disinfection when compared to measurements at the pilot scale.     

金属粉末注射成形复杂模腔计算机充模模拟研究

利用有限元分析软件ANSYS，对金属粉末注射成形计算机复杂模腔充模过程进行了模拟，模拟结果与Cro—cher等用商业软件Polymold算出的结果相似，证明了所建模型和分析计算方法的可行性。同时通过分析模拟结果中流体前沿、压力场和温度场的分布，预测了部分常见注射缺陷产生的条件，讨论了如何利用模拟结果指导注射工艺参数的选择，展示了其实用前景。     

10kA底部阴极稀土熔盐电解槽流场的模拟

针对当前上插阴、阳极结构稀土熔盐电解槽存在的一些弊端,设计了10kA底部阴极电解槽,并用商业CFD软件FLUENT对该槽型中的流场进行了数值模拟,得到三种极距下电解质和阳极气体的速度分布,发现该槽型的设计是合理的.     

New Composition Based Technique for Solidification Cracking Resistance Evaluation

Predicting the occurrence of solidification cracking during the solidification of metallic alloys by numerical simulation is a crucial move for avoiding such defects. Several models are widely available, however, the application of such are impacted due to the specific and not accessible parameters required. A simple, composition-based approach to rank solidification cracking susceptibility is presented. The procedure links computational thermodynamic and computational fluid dynamics (CFD) to provide an evaluation tool for solidification cracking. The method is related to the liquid filling phenomena in dendritic arms during solidification, which plays a critical role in solidification cracking phenomena. The dendritic profiles were constructed using the fraction of solid calculated by commercial thermodynamic software packages. The calculated results were compared with experimental solidification cracking data and showed satisfactory accuracy. The method capability to rank the solidification cracking propensity of similar alloys based on composition provides an important new operative tool to aid alloy development in welding and additive manufacturing related areas.