电渣熔铸过程中数学模型的分类及数值模拟的简便求解

在综述国内外电渣熔铸过程中数学模型研究的发展状况的基础上,分析了其中偏微分方程与其定解问题中的边界条件的特点．然后,在常用的铸件轴对称的假设下,对偏微分方程及其边界条件进行变换,得出了各二维方程及边界条件所属的类型．在此基础上提出了简单有效的求解方法,并进行了渣池电位和渣池温度场的模拟计算,结果表明算法是有效的．     

电渣熔铸渣池温度场数值模拟研究及解法改进

本文分析了电渣熔铸渣池温度场数值模拟所需的数学基础及其初始条件与边界条件；对国内外电渣熔铸渣池温度场相关数学模型的研究进程作了简要的综述，并进行了适当的评价；在前人研究的基础上，本文利用大型通用有限元软件ANSYS对电渣熔铸渣池温度场做了进一步的模拟研究，并得到初步结果；最后对渣池温度场数值模拟解法作了改进。     

ANSYS的金属表面电渣加热的试验与模拟

金属表面电渣加热是一种新的金属表面加热技术。在电渣主动和被动加热试验的基础上,对金属表面电渣加热过程中的热电场传输现象进行了模拟研究。初步试验和模拟结果表明,在金属表面电渣主动加热过程中,电极和被加热金属之间的高密度电流形成的高热源区使金属表面迅速升温。这种加热技术具有加热速度快、节能等特点,从而为金属材料的复合和对金属进行表面处理时的加热方法开辟了一条新的途径。     

金属表层电渣加热机理的模拟与试验研究

金属表层电渣加热是一种新型的金属表层加热技术.借用ANSYS商业软件,通过数值模拟和金属表层电渣加热试验,研究r金属表层电渣加热的机理.在电渣加热过程中,渣池中的电场、电位和电流密度都是影响渣池中金属表层温度场的主要因素.模拟和试验结果表明,在金属表层电渣加热过程中,渣池中的电极和被加热金属之间产生的高密度电流,成为使金属表面迅速升温的高热源区,这种金属表层加热技术具有加热速度快、节能等特点,为金属材料的复合和金属的表面处理开辟了一条新的加热途径.     

电渣重熔过程渣池流场数值模拟

采用商业软件ANSYS和FLUENT建立了电渣重熔过程渣池流场数学模型,分析了电渣重熔过程电磁力和热浮力共同作用下渣池流动行为,以及典型电渣重熔工艺参数（电极形貌、插入深度、填充比和电流强度）对电渣重熔过程渣池内流场的影响规律．结果表明：电磁力有利于渣池内产生逆时针涡流,浮力有利于渣池产生顺时针涡流．电极端部形貌对渣池流动影响较大,当电渣重熔电流均为5000A,频率为50Hz时,平头电极所在渣池内同时存在逆时针涡流和顺时针涡流,锥形电极所在渣池内只存在逆时针涡流．电极填充比和电流都对渣池内流动行为影响较大,减小电极填充比和增大电流强度都会使渣池内逆时针涡流增加．     

电渣熔铸中渣池集中高温区对电极熔化的影响研究

电渣熔铸是一种利用大电流通过渣池区域而产生的高温将自耗电极逐渐熔化的方法,其中渣池的温度分布特点直接决定了电极的熔化速度、提纯度以及铸锭的组织结构等,是熔铸系统中的关键区域.本文采用“反向熔铸”实验和“真假双电极熔铸”实验对渣池温度场分布进行了研究,并对实验模型进行了数值模拟.实验和模拟计算均证实了电极端部与金属熔池之间的渣池区域存在着一个集中的高温区,该高温区的存在对自耗电极的熔化起了极大的促进作用.     

电渣重熔宏微观多尺度数值研究进展

电渣重熔过程伴随着电磁、流动、传质和传热等一系列复杂的宏观传输现象,同时伴随金属熔体形核和生长等一系列微观现象,宏微观现象之间彼此相互影响、相互制约,决定着最终重熔铸锭质量。在过去几十年里,研究者已经建立了电磁场、流场、温度场和溶质场宏观传输数学模型,揭示了电渣重熔体系内电流强度、磁感强度、焦耳热、电磁力、温度和溶质元素分布,以及渣金两相流动。最近,研究者建立了电渣重熔铸锭凝固微观组织数学模型,揭示了电渣重熔过程铸锭凝固组织演变规律和金属熔池形貌,以及重熔工艺对铸锭凝固组织的影响规律。然而,要全面揭示电渣重熔过程复杂的宏微观传输现象,还需要在电渣重熔过程熔渣内带电离子迁徙行为、电化学反应、枝晶间溶质扩散与流动、铸锭凝固收缩等方面进一步深入研究。     

导电结晶器电渣重熔空心钢锭电场和温度场的数值模拟

建立了导电结晶器电渣重熔空心钢锭的数学模型.利用有限元软件ANSYS对导电结晶器电渣重熔空心钢锭进行了稳态的电热耦合分析,计算了不同供电方式对电渣重熔空心钢锭体系温度场的影响,进而分析了体系电场和温度场分布对空心钢锭质量的影响.不同供电方式对重熔体系电场、温度场影响的计算结果表明:采用外结晶器导电的电极,能促进电渣池温度均匀,进而使金属熔池更加浅平、均匀.     

双自耗极有衬炉电渣冶金

一、电渣技术的发展概况电渣技术包括:电渣焊、电渣重熔、电渣熔铸及有衬炉电渣熔炼四个方面。电渣技术按其热源本质来讲,是利用电流通过熔融的特制熔渣时,所产生的电阻热作为热源来进行熔炼或焊接的一种方法。电渣重熔起源于电渣焊,而电渣熔铸及有衬炉电渣熔炼是最近几年来在电渣重熔的基础上发展起来的一种崭新的冶金方法。电渣冶金由于所用设备简单,操作维修方便,能获得高质量的合金,所以,它既能适应现代尖端技术——原子能工程、导弹、火箭、宇宙飞船等对金属材料的品种和质量日益扩大,日益严格的要求,又能满足工农业生产对小型炼钢设备的急需。因此,这项     

电渣熔铸中熔池深度及其控制的计算机模拟研究

基于一种电渣熔铸凝固结晶过程的三维元胞自动机模型，对电渣熔铸凝固过程进行了计算机模拟－ 就电渣熔铸过程中金属熔池深度的变化以及电极熔速、渣温、铸件尺寸和散热系数对它的影响进行了一系列计算机模拟试验－ 结果再现了电渣熔铸中一些已确认的现象，而对其它未知因素则获得了有意义的明确结果－     

正弦波纹管强化换热的场协同分析

从场协同理论的角度分析流体在波纹管内流动与传热的情况,在等壁温条件,对管形按正弦规律变化的波纹管在不同周期和振幅下的换热,进行了数值模拟,分析速度场与温度梯度场的之间协同关系,讨论了其强化换热机制,证明只有在二者协同性好的情况下,才能增强其换热.     

ZA合金挤压铸造凝固过程温度场、应力场数值模拟

用有限元方法分析了ZA合金挤压铸造在凝固过程中的温度场以及由此产生的热应力场．对传热系统模型中的对流、辐射边界条件和凝固潜热进行了处理，用ANSYS有限元软件进行数值计算分析，并给出了计算结果。     

基于有限元的螺旋锥齿轮瞬态温度场仿真分新

应用传热学理论,推导了螺旋锥齿轮瞬态温度场的导热偏微分方程,在分析轮齿不同表面所适用的各类边界条件的基础上,建立了螺旋锥齿轮瞬态温度场分析的模型和有限元求解方法．系统地分析了瞬态温度场随时间变化的情况及其分布情况。     

电子束焊温度场的研究现状与发展趋势

电子束焊接作为一种高能束加工方法 ,在生产应用中具有重要地位。电子束焊温度场决定了焊接应力场和应变场 ,是影响焊接质量和生产率的主要因素。介绍了电子束焊温度场模型 ,在分析了点热源、线热源模型的基础上 ,指出点热源模型仍是研究焊接温度场的基础 ,同时介绍了其它几种考虑电子束小孔效应的温度场模型。讨论了计算温度场的热源模式 ,给出以高斯函数分布和双椭圆体能量密度分布的两种热源模式。列举了热物理参数、相变潜热、熔池流动等影响温度场的因素。认为基于解析解法的复杂性和计算机的飞速发展 ,数值解法将在温度场研究中发挥更加重要的作用     

内环肋管道强化换热的场协同分析

通过对内环肋管道的湍流流动和等壁温条件下的换热进行数值模拟,以场协同理论为指导,在所研究的几何结构和计算雷诺数范围内(肋高比H／D=0．04～0．12,肋距比P／日=5～30．Re=20000～70000),分析速度场与温度场的协同性,讨论其强化换热机制,说明了对于湍流流动,场协同原理也是适用的．     

武汉与重庆典型地质结构下的地埋管换热性能

地埋管地源热泵换热器的换热性能受到不同地质结构的影响。以武汉和重庆地区的典型地质构成为边界条件,建立了三维地埋管的单孔双U管换热模型,通过模型计算,获得了两种地质条件下的地埋管换热性能,以重庆地区的地源热泵热响应测试结果以及工程运行数据出发,对模型的计算结果进行了验证,结果表明,模型吻合度较好,可以应用于工程分析。以模型为条件,进行地质结构对换热性能的影响度分析,预测了两地地埋管地源热泵的换热性能并计算得到换热器的平均换热系数分别为武汉地区K₁=1.65（W/m·K）,重庆地区K₂=1.51（W/m·K）。     

Leidenfrost模型的修正及工件淬火时的热传导问题

对传统的沸腾换热曲线和Leidenfrost理想过渡模型按照淬火实际进行了修正;考虑了过冷对沸腾换热及Leidenfrost过渡的影响。在此基础上给出了以水为淬火介质时边界条件的数学模型,将碳钢淬火时发生的马氏体相变视作有一个内热源作用在金属物体内部,给出了包含相变条件的热传导控制方程,所涉及的物性系数均为温度的非线性函数,对45钢零件进行了瞬态温度场的计算,得出了一些结论。