球对对称凝固问题的边界元方法数值解

本针对一种自行开发的新型混合有机蓄冷工质,建立了描述凝固过程的数学模型,并应用边界元方法详细给出适用于凝固过程的解,最终得到了在不同Ｓｔｅ,不同球径下,球内凝固完成时的球内温度分布规律,为进一步优化蓄冷系统奠定了理论基础。     

蓄冷球凝固的FLUENT数值模拟研究

利用计算流体力学软件FLUENT凝固/熔化模型对一种相变材料蓄冷球的凝固过程进行数值模拟研究,得到了在第一类边界条件下蓄冷球凝固过程的温度场分布、相界面移动规律,并分析了凝固时间与壁面温度和球径的关系。所得到的结论对相变问题的数值模拟以及相变蓄能装置的设计具有重要的参考价值。     

CA-FE法凝固组织数值模拟的应用研究进展

论述了CA-FE(元胞自动机-有限元)法模拟金属材料凝固微观组织的原理及国内外的研究现状,提出了目前存在的问题和进一步的研究趋势,特别是应用到有色金属材料和贵金属材料的凝固微观组织的计算机模拟研究中.     

消声器传递损失预测的边界元数值配点混合方法

将边界元法与数值配点法结合形成混合方法用于计算任意截面形状消声器的传递损失。消声器划分为若干子结构,用边界元法计算具有非规则形状的子结构阻抗矩阵,用二维有限元法提取等截面子结构特征值及特征向量,用配点法获得阻抗矩阵;将每个子结构阻抗矩阵连接用于传递损失计算。为减少计算时间提出简化方法计算消声器传递损失。结果表明,混合法在保证计算精度前提下可节省计算时间。     

基于元胞自动机的多相合金凝固过程微观组织仿真探究

多相合金凝固过程微观组织的模拟长期以来一直引起不同领域学者的广泛关注和研究,归根结底是因为其在工程应用及理论研究等方面都具有很大的价值。21世纪,计算机及电子科学技术异军突起,并得到全面发展和进步,所以研究多相合金凝固过程微观组织模拟除了可以应用传统研究方法,也可以适时地去应用计算机数值模拟方法,而且随着技术的进步,这方面的研究已经取得了长足的进步,尤其是在凝固应力场,温度场等各种场效应的数值模拟初见成效后,微观组织模拟研究有了新的发展方向和突破口。采用元胞自动机方法对比其他研究方法,对于研究凝固的各种结构模型有以下优点:将固液界面两侧的锐变转化为界面胞元固相份数的渐变,既坚持了尖锐界面的基本假设,又避免了跟踪复杂的固液界面。而且研究时所应用的模型不仅考虑了成分过冷、曲率过冷、界面能各向异性,还考虑到了界面扰动等影响枝品生长的各种不同外界影响因素。     

基于凝固进程数值模拟的铸件裂纹预测方法

根据凝固层内应力表达式及裂纹萌生部位的判别准则,对生产条件下的φ800铸钢车轮裂纹进行了预测,并用常规的热弹塑性方法计算的结果及剖面低倍组织形貌进行了评价,结果表明:预测裂纹与计算和实测情况吻合;裂纹沟槽出现在距表面凝固厚度的2/3处,它与缩松、缩孔及组织缺陷没有必然的联系;控制铸件表面温度的工艺措施是减少裂纹的有效途径.     

Al-Pb合金快速定向凝固的数值模拟

在考虑凝固界面前沿第二相液滴形核、长大以及迁移综合作用的基础上 ,提出了描述偏晶合金在快速定向凝固条件下微观组织形成过程的数学模型 ,并对Al-Pb轴承合金在垂直Bridgeman定向凝固条件下的凝固组织进化过程进行了计算分析 .结果表明 :在大的凝固速度条件下 ,凝固界面前沿存在成分过冷区 ,液 -液相分解在此区域内进行 ;在恒定的温度梯度条件下 ,凝固速度越快 ,第二相液滴的形核速率越大 ,液滴的数量密度越高 ,平均半径越小 ;凝固界面前沿液滴的平均半径 (R)与凝固速度 (v)之间存在如下指数关系 :R(z =0 ) =C2 v-0 .3 9± 0 .0 1     

单晶铸件凝固过程工艺优化的数值模拟

采用ProCAST软件系统研究了LMC(Liquid Metal Cooling)以及HRS(High Rate Solidification)工艺下,不同工艺参数对单晶铸件凝固过程中纵向温度梯度、温度梯度角、凝固界面位置的影响。结果表明:HRS工艺受型壳厚度影响很小,型壳表面的辐射散热是HRS工艺的主要影响因素,型壳的导热或者型壳和合金之间的换热是LMC工艺的主要影响因素;提高保温炉温度有利于提高纵向温度梯度;拉速是影响定向凝固最重要的参数,随拉速的增加,单晶铸件的纵向温度梯度先增大后减小,因此,制备不同合金铸件时应当采用不同的拉速;不同浇注温度时,经过10min的静置时间后,单晶铸件的初始温度分布趋于一致,对后续凝固过程影响很小。提出了以纵向温度梯度G∥、温度梯度角θ以及凝固界面位置Rp考察定向凝固工艺参数优劣的标准,纵向温度梯度、温度梯度角、凝固界面位置是评价定向凝固参数优劣的有效手段。     

铸件凝固数值模拟和铸造工艺CAD的发展综述（二）

本文进一步论述了铸件凝固过程的三维数值模拟的发展现状，并着重讨论了数值模拟中的关键问题－初始条件和边界条件和处理以及十余种缩孔缩松缺陷的预测判据和应用特点。最后给出了铸造工艺ＣＡＤ软件的基本框架。     

Galerkin边界元方法的两点进展

本文在两个方面发展了Ｇａｌｅｒｋｉｎ边界元方法，在现有基础上，本文提出了一种适用于该方法的高次单元插值方法和半解析半数值的积分方法一准高元法，建立了将这一方法应用于弹塑性分析的算法问题，本文采用将系数矩阵表达为对称部分和非对称部分之和，对对称部分按通常的步骤进行凝聚，集成，对非对称部分做特殊处理的方法实现了二维弹性力学中无体力的Ｇａｌｅｒｋｉｎ边界限元界面问题的求解，本文分别讨论了简单界面问题和带     

基于热力学与动力学相结合的灰铸铁凝固数值模拟

以凝固理论、传热学原理和灰铸铁凝固特性等为基础,采用热力学方法与动力学方法相结合的模拟技术建立灰铸铁模拟框架。对初生奥氏体析出采用热力学计算模型,建立固相率与温度的关系;对共晶相采用动力学计算模型,即形核生长的计算模型,通过建立生长速度与过冷度的关系来确立固相率与过冷度的关系。通过对阶梯形铸件的实验和模拟的数据对比,验证了此方法可以正确地描述灰铸铁凝固过程的行为。     

铸件凝固数值模拟和铸造工艺CAD的发展综述（一）

本文综合性地论述了铸件凝固过程中计算机数值模拟技术的历史，现状及发展趋势。同时说细胞地介绍了铸件凝固过程数值模拟中各种数值计算法，并比较了它们的应用特点。本文还指出铸件凝固数值模拟是铸造工艺ＣＡＤ的基础，后者是前者向实向实用化和商品化发展的必经之路。     

镍基单晶高温合金定向凝固的数值模拟

概述了目前国内外镍基单晶高温合金定向凝固数值模拟的研究进展,定向凝固过程的数值模拟由宏观向微观转变,详细介绍了微观组织数值模拟的几种主要方法：决定论方法、随机论方法和相场方法,评述了这几种方法的特点以及局限性,指出宏观和微观现象的完整耦合可以对镍基单晶高温合金凝固过程做出更加准确的模拟预测。     

板弯曲问题三维边界元分析

本文抛弃以往解板弯曲问题的假设,直接从三维弹性力学微分方程出发,依据三给弹性力学问题的Ｋｅｌｖｉｎ解,应用最小二乘法建立了三维虚边界元法解板弯曲问题的一般方法,文中给出了具有各种约束的矩形板的数值算例,以作为本方法的作用,本文方法与边界元直接法相比,优点在于需处理奇积分,且系数阵是对称的;再者,本文方法是思想简单,且程序实现容易,易于被工程界接受。     

ZQQTB磨球凝固过程数值模拟及工艺优化

针对Φ125mm ZQQTB中锰合金铸铁磨球的铸造工艺,利用华铸CAE模拟软件对磨球的浇注凝固过程中流动场和温度场进行数值模拟,预测了Φ125中锰合金铸铁磨球在铸造中可能产生的缺陷位置,并对磨球内部产生缩孔、缩松的原因进行了分析。通过增加上铁模及砂套,缩短内浇道尺寸等对浇注系统进行了修改和优化,并对浇冒系统优化前、后的铸造方案进行了温度场的数值模拟对比。结果表明,优化后的浇冒系统实现了顺序凝固,缩孔缺陷从磨球内部转移到了冒口内,模拟结果与实际浇注结果相符。     

镍基单晶高温合金定向凝固的数值模拟

概述了目前国内外镍基单晶高温合金定向凝固数值模拟的研究进展,定向凝固过程的数值模拟由宏观向微观转变,详细介绍了微观组织数值模拟的几种主要方法:决定论方法、随机论方法和相场方法,评述了这几种方法的特点以及局限性,指出宏观和微观现象的完整耦合可以对镍基单晶高温合金凝固过程做出更加准确的模拟预测。     

计算开孔薄板临界载荷的边界元方法

本文基于开孔薄板非线性分析的一般数学理论,建立了在已知中面边界外力作用下计算开孔薄板临界载荷的边界积分方程和边界元方法。作为算例,给出了环形板在中面均匀径向压力和剪切力作用下的临界载荷。     

平面流铸快速凝固过程的数值模拟研究进展

本文对平面流铸工艺快速凝固过程的数值模拟研究现状作了介绍。主要内容包括：（1）对溶潭的形成及特征、平面流铸工艺参数对条带形成及质量的影响的数值模拟；（2）结合快速凝固过程的形核和晶体生长的动力学特征对平面流涛凝固过程的数值模拟；（3）平面流铸过程界面传热系数的数值模拟。文章最后，提出了平面流铸工艺快速凝固数值模拟研究的进一步发展方向。