高炉炉料运动过程数学模型的建立及其数值模拟

建立了高炉炉料一维非线性动力学数学模型,通过对其进行归一化处理,得到了反映煤气粘性力、炉墙摩擦力、渣水及铁水浮力等对炉料运动影响的６个准数．用该简化模型可得到与其它模型相同的结果．应用该模型计算了不同孔隙度炉料相应的临界煤气流速度和临界压力．研究了实际煤气流速度与临界煤气流速度之差对炉料运动过程的影响,给出了控制炉料稳定顺行的煤气流速度．     

高炉内炉料运动的数值模拟

通过二维冷态模型和数值模型研究了高炉内的炉料运动规律。研究表明,通常边缘小粒焦和中心焦都能按一定的轨迹运行,不与周围的炉料混杂,说明高炉边缘加入小粒焦能在炉墙处形成一较稳定的隔离层,既可抑制边缘气流、降低炉墙热负荷,又可防止炉墙结厚和结瘤。软熔带附近炉料的流线在考虑矿石软熔收缩的情况下向中心侧移动,对上部块料带的炉料下降速度影响不大,而下部炉料下降速度则有所减小。     

挤压铸造数值模拟中数学模型的建立

在柱坐标系下建立了挤压铸造凝固过程中传热、传质和动量传输的统一数学模型，对二元合金铸件以柱状晶方式凝固的液相区、凝固区和固相区中发生的各种基本传输规律用同一组微分方程来描述。     

气化模铸造充填过程的三维数值模拟

本文在分析气化模充型的传热、传质规律的基础上，提出了一套完整的充填三维数学模型，由于模型中未考虑金属液通过干砂型时散失的热量，所以本模型对中、小件进行模拟更为合理。同时开发了适用于微机的充填过程模拟软件，准确，合理地对气化模充过程进行计算机模拟。     

超声检测过程的数值模拟

简要评述超声检测过程的数值模拟,探讨超声波声场的模拟、超声波和缺陷的相互作用、换能器－缺陷检测系统、超声波在材料和构件中的传播路径、探头设计和超声检测可靠性等。     

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。     

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。     

铸件缩孔形成过程的数值模拟

讨论了铸件的凝固和收缩过程，模拟了冒口液面下降的动态过程，并预测铸件缩孔的形成可能性。试验结果与预测结果相吻合。     

连铸凝固传热过程的数值模拟

研究和开发了连铸凝固传热过程数值模拟程序,并以生产厂的铸坯为研究对象,计算了铸坯断面温度分布和凝固壳厚度,该模型考虑了结晶器表面散热的不均匀性,处理了凝固时相变所产生的结晶潜热,将计算出的断面温度、坯壳厚度等数据与生产实验测得的数据相比较,吻合性很好.他可用来优化连铸工艺参数,是进一步开发在线控制模型的基础.     

铸件充型凝固过程数值模拟研究概况

本文简要介绍铸件充型凝固过程数值模拟发展概况、数学模型、数值计算方法及模拟软件,最后提出铸件数值模拟今后的发展动向。     

回火过程数值模拟的研究

在淬火过程数值模拟基础上 ,进一步提出了回火过程的数值计算模型 ,其中着重考虑了应力松弛现象。将模拟计算结果与实测结果进行了比较 ,结果表明 ,本文所采用的数学模型是可靠的 ,用回火过程的数值模拟软件对回火过程进行初步的近似计算是完全可行的。     

沙钢高炉常用炉料冶金性能的分析研究

通过对沙钢高炉几种常用的炉料进行低温还原粉化、还原性以及荷重软化熔融滴落性能试验,分析了不同炉料的冶金性能。结果表明:高碱度烧结矿低温还原粉化性能较差,还原性较好,软化开始温度较高,熔融区间较宽;球团矿低温还原粉化性能较好,还原性较差;块矿低温还原粉化性能处在烧结矿和球团矿之间,还原性能波动较大,软化开始温度较低。通过对沙钢不同炉料冶金性能的分析,为优化高炉炉料结构,提高高炉精料水平,促进高炉节能降耗提供了理论依据。     

铸件凝固过程数值模拟的新进展

铸件凝固过程的宏观模拟虽然已是成熟技术,但也存在着不足。近１０年来,在国际上铸件凝固过程的微观模拟愈来愈引起人们的重视。目前,铸件凝固过程的微观模拟正在经历着由试验研究向实际生产应用过度的发展过程。     

复杂形状铸件凝固过程的数值模拟研究

形状复杂的铸件热节多，相互之间又有较大的影响，其凝固过程不易准确掌握，这就为铸造工艺设计带来困难。本文以２３Ｌ柴油机缸盖零件为例，利用凝固过程数值模拟技术对铸件的凝固过程，进行了研究，结果表明，这一技术可以观察到铸件中各个热节及整个铸件凝固过程能够解释生产中质量问题的原因。凝固过程数值模拟技术可使铸件的工艺设计更准确、更科学。     

等离子弧焊接过程数值模拟的现状及发展

以等离子弧焊接过程为对象，分别从焊接电弧和焊接熔池的角度，概括了近年来等离子弧焊接电弧及熔池数值模拟领域取得的一些进展，分析了现有数学模型中存在的问题，提出了今后的发展方向。     

水辅助注射成型保压过程的数值模拟研究

基于Hele_Shaw流动模型,采用黏性可压缩非牛顿流体基本方程,建立了水辅助注射成型保压过程的数学模型,并采用有限元/有限差分法对一具有梯形水道的薄壁平板零件保压过程中的浇口处压力变化、水的厚度分布及平均温度分布进行了数值模拟研究,并与传统注射成型进行了对比,验证了水辅助注射成型的优越性。     

双级雾化过程的数值模拟

通过双级雾化过程分析，建立了雾滴经历两次破碎的飞行和冷却数学模型，并进行了模拟计算；利用模拟计算结果分析了雾化工艺工通过实验进行了初步的验证。结果表明：该模型基本能预测双级雾滴的飞行和冷却过程，可为双级雾化工艺参数的选择提供理论依据。     

铝合金保温过程熔体温度场的数值模拟

建立保温过程熔体温度的数学模型,以能量平衡测试中得到的数据为边界条件,对柴油燃烧过程进行概率密度函数(PDF)仿真得知,当燃料和空气的体积比大约在1比9时,燃烧反应程度最剧烈,能达到的最高温度约为2400K。运用Fluent 6.3流体力学软件利用修正后的数学模型,结合边界条件对保温过程内铝合金熔体的温度场进行数值模拟,仿真结果表明熔体温度梯度较小约为0.01K/m,最高温度位于熔体中心约为1010K,模拟结果与实际情况相符。运用该模型计算出实际生产十分需要但又不方便测试的保温炉内熔体不同点的温度,且对熔体温度场进行数值模拟代替了大量的实验探索,为现场实际生产过程控制提供了重要依据。     

冷连轧机动态过程的数值模拟

在计算机上采用数值分析方法研究轧制过程的动态特性，是轧钢智能发展的重要趋势，本套软件开发采用C^ 语言，对冷连轧动态过程进行数值模拟，给出在出现干扰量（如来料厚度波动）及控制量（如辊缝波动）时，主要工艺参数（如轧制压力、张力）及厚度延时仿真结果，对过程自动控制系统具有十分重要的意义。     

铝熔炼过程温度场的数值模拟研究

根据物料平衡方程、能量守恒方程、动量方程建立熔炼炉内熔炼过程中熔体温度的数学模型;以能量平衡测试中得到的数据为边界条件,在概率密度函数(PDF)仿真基础上,运用Fluent6.3流体力学软件对熔炼过程温度场进行数值模拟,模拟结果与实际情况相符。本研究为现场实际生产过程控制提供重要依据,为熔炼炉的设计、研究提供了有效的方法和途径。