射砂过程的数值模拟

利用新兴的两相流理论,采用双流体模型来描述射砂过程,对射砂过程进行了数值模拟,在数学模型中,把气体和砂粒作为研究对象,并且将它们都看作连续的流体。此外,还利用调整摄像的方法记录了射砂的全过程,流动过程的计算结果和试验结果是一致的。     

射砂过程数值模拟的应用

随着铸造技术的发展，砂芯在铸造生产中所起的作用越来越大。通常采用射砂的方法来制作砂芯。随着计算机技术和流体力学理论的发展，借助两相流理论来对射砂过程进行数值模拟成为可能。本文利用两相流理论，采用双流体模型来描述射砂过程，对多种情况下的射砂过程进行了数值模拟，并且利用高速摄像的方法记录下射砂全过程。流动过程的计算结果和试验结果是基本一致的。     

射砂过程气砂两相运动的研究

本文利用高速摄影直接观察的方法对射砂过程进行了研究，同时还对射砂过程芯盒的压力场进行测量，研究射砂过程中气砂两相运动特点。     

射砂过程初始条件的试验研究

砂芯通常是用射砂的方法来制造的。随着计算机技术以及流体力学理论的发展,使得对射砂过程进行数值模拟成为可能。对射砂过程进行数值模拟时,芯盒入口处的砂流和气流的速度是必不可少的初始条件之一。本文利用高速摄影的方法,对射砂过程的初始条件进行了研究,得到了砂流在射入芯盒时的初速度。根据空气动力学原理,利用皮托管测量了芯盒入口处的气流速度。结果表明,射砂孔位置的气流和砂流速度有显著差别。本文的研究结果为准确     

射砂过程数值模拟的技术现状

铸造技术的发展使得砂芯在铸造生产中的作用越来越大 ,被称为“精确砂型铸造”的组芯造型对砂芯的尺寸精度要求非常高。传统的芯盒设计周期长、成本高 ,利用数值模拟技术来优化芯盒设计就显得至关重要。近年来 ,射砂过程数值模拟已经受到了国内外研究者的重视 ,并且取得了一些成果 ,为优化芯盒设计、制备优质砂芯提供了科学的指导。介绍了射砂过程数值模拟方面所取得的研究进展。     

冶金过程中的气液两相流模拟

冶金过程是一个涉及高温、多相流动和复杂物理变化及化学反应的多个反应单元体串联和并联的冶炼过程。目前由于单元反应器现场条件的复杂性和测量观测手段的限制,数值模拟和物理模拟相结合的研究方法已成为重现和解析其物理现象及传输机理不可或缺的手段。在洁净钢的冶炼中,由于气相的参与,形成了复杂多变的气液两相流,对反应器内的传输行为产生重要影响。两相流模拟的核心在相界面上,相间动量传递模型和相间作用力模型的精确性是准确预报不同两相流体系中气相分布的关键。本文综述了冶金过程中基于Euler体系模拟气液两相流动的几种基本模型,以及相间作用力模型和湍流模型。总结了不同冶金过程和反应器内(转炉炼钢、电炉炼钢、精炼、中间包、结晶器)气液两相流动传输行为数值和物理模拟的应用和发展趋势。     

喷射造型机射砂过程数值模拟研究

本文应用颗粒动力学方法，对型砂的喷射过程进行数值模拟，并对喷射筒结构进行实验计算，计算结果可以解释原始设计的缺陷，据此改进了喷射筒性能。     

低压射砂-高压压实造型型砂充填过程的数值模拟

ACE造型方法是一种先进的粘土砂湿型造型方法.ACE造型包括低压射砂充填过程和高压压实过程.本文在颗粒动力学的基础上,采用两相流模型来描述气流充填过程,对气流充填过程进行数值模拟.     

基于投影-水平集方法充型过程气-液两相流数值模拟

为了更精确地模拟铸造充型过程的流动行为,建立了充型过程的三维不可压缩气-液两相流动模型。采用水平集方法捕捉气-液两相界面,结合投影方法,对所建立的两相流动模型进行了三维数值求解。结果表明:投影-水平集方法能够较好地模拟三维复杂铸件充型过程的两相流动。     

有叶片整体式粒子分离器三维两相流数值模拟

以有叶片整体式粒子分离器为研究对象,考虑了一定长度的进气道和预旋叶片的影响,利用FLUENT计算软件对其进行三维气固两相流动的数值模拟.计算中采用标准k-ε模型,得到了不同粒径的粒子的分离效率及Ac粗尘和C规范砂的分离效率.结果表明:随着粒径的增大,分离效率也随之增大;有了进气道和预旋叶片的影响,粒子受到气流的作用会增大,粒径较小的粒子容易被气流带入主气流流路,粒径较大的粒子因为气流对其影响,并且惯性也较大.从而进入清除流流路被分离出去.     

半固态金属充型过程数值模拟技术的研究进展

简要介绍了半固态金属充型过程数值模拟所采用的拉格朗日方法和欧拉法,并对目前一些商品化软件采用的描述半固态金属充填过程的几种表观粘度数学模型做了详尽的阐述,此外,对半固态充型过程数值模拟技术的研究进展做了较详细的论述,认为半固态金属充型过程数值模拟技术须考虑诸如边界条件、液固相偏析等众多影响因素,并指出今后可从模型的建立、成形全过程的模拟和各种成形方法的模拟等方面加强研究.     

充型过程数值模拟及算法优化

提高充型过程数值模拟的计算速度是流场模拟的一个研究热点.概述了模拟充型过程的数学模型并提出了一种算法优化方案,通过计算中减少对铸件及铸型网格单元的搜索次数来提高充型模拟的计算速度.这种方法的优点在于不影响模拟计算的精度.     

非牛顿流体微挤出过程动态建模与数值仿真

非牛顿流体微挤出量难以在线测量,对挤出量的高一致性要求在很大程度上依靠预测模型的精度来保证。针对工程中常用的一类幂率非牛顿流体,在分析其动态特性的基础上,建立了非牛顿流体微挤出时的流速、流量及微挤出量的物理预测模型,且模型中保留了驱动压力、时间等挤出过程主要影响因素的物理量,使得模型便于与控制算法集成。通过数值仿真,验证了模型的有效性。研究结果表明,所建模型对幂率非牛顿流体微挤出量的预测精度达到了1%以上,为非牛顿流体定量微挤出过程的精确控制提供了基础。     

湿型砂造型和制芯过程数值模拟研究进展

造型是湿砂型铸造生产过程的核心环节,它的目标在于将松散的型砂紧实成为高紧实度的砂型.紧实度均匀、能抵抗金属液体冲击的合格砂型是保证铸件质量的关键因素之一.铸造技术的发展使得砂芯在铸造生产中的作用越来越大,被称为"精确砂型铸造"的组芯造型对砂芯的尺寸精度要求非常高.湿型砂造型和制芯过程的数值模拟可以预测砂型和砂芯质量,优化造型工艺,从而为生产高质量铸件提供重要保证.对湿型砂造型和制芯过程数值模拟的现状进行了分析,并提出了未来的发展方向.     

相场模型及其在凝固组织模拟中的研究进展

相场法作为一种模拟凝固微观组织的有效方法,是目前研究的热点.对相场模型的基本原理、数值计算方法以及在凝固组织模拟中的研究进展进行了综述,提出了相场模型在微观组织模拟中存在的主要问题以及今后的发展方向.     

基于ANSYS铸件充型与凝固数值模拟的研究

根据流体力学和砂型铸造的特点建立了该条件下的控制方程、求解方法、初始条件及边界条件 ,并利用所建立的数学模型模拟了一试验件 ,在模拟的过程中分别用 2种方法对流场进行了模拟 ,并与实测结果进行比较 ,结果表明 ,采用充型过程的方法更接近实测值。     

ST型缓冲器推力锥锻造成形过程仿真与实验

分析了推力锥的锻造工艺性,提出了相应的锻造工艺方案,采用金属塑性成形仿真软件DE-FORM-3D模拟了推力锥的锻造成形过程,利用仿真优化结果进行了生产试制,实现了推力锥锻造工艺的开发.通过论文的研究,得到以下结论:(1)生产试制结果表明,论文提出的锯切下料、空气锤上镦粗和预锻、摩擦压力机上终锻的锻造工艺方案可行,锻件无需机械加工;(2)锻件产品检验结果表明,采用论文提出的锻造工艺生产推力锥,其锻件壁厚差在1.5mm以内的达100%、摩擦面的平面度低于0.7mm;(3)对于推力锥类薄壁、深腔锻件,控制其壁厚差的关键技术为精备料、准定位、快成形.     

新型混输泵球阀内气液两相流动的数值模拟

为了研究新型混输泵球阀内气液两相流动规律,建立了球阀内流场的三维模型,利用CFD软件,对阀内气液两相流动进行了数值模拟。在球阀开启高度为0.005 m时,对含气率分别为20%、40%、60%、80%4种工况的模拟结果进行了分析,得到了不同含气率下的速度场、压力场及气液两相相态分布,探讨了含气率对球阀内气液两相流动的影响规律。结果表明:阀隙处流速较大,压力梯度大,阀座倒角下端易气蚀;含气率对阀内流速大小影响较小,但对流态有影响。气体主要分布在阀球壁附近,远离球壁气体介质减少;当含气量逐渐增大时,气液两相的相界面处波动较大。研究结果揭示了阀内气液两相流动的规律,为内压缩混输泵气液单向阀相界面演化及失稳机制的研究提供参考。