凝固模拟并行可视化研究

提出了凝固模拟并行可视化概念，应用双线程结构、动态链接技术以及有限差分法，开发了凝固模拟并行显示模块CASTShow。并行技术的应用，增强了主程序CASTSoft计算过程的透明度，提高了软件的数据共享性与实时交互性。     

凝固模拟的可视化研究

本文介绍了铸件凝固数值模拟结果后处理的一些基本概念以及凝固模拟图形表现方式的一些设计方法 ,在此基础上 ,结合实际应用中用户提出的具体要求 ,提出了在凝固模拟后处理的可视化研究方面的一些具体方法     

铸造过程数值模拟中的后处理显示

后处理显示是铸造过程数值模拟的一个重要组成部分，它能把通过数值模拟得到了的抽象的三维目标数据以图形的方式直观的表示出来，文中在介绍了基于网格的后处理显示的几项技术的基础上，提出了一种新的技术，它通过铸件的STL文件来显示铸件的外轮廓，通过图形合成技术来生成总体的显示效果，与基于网格的后处理显示技术相比，消除了以网格单元棱边来表示外轮廓所产生的锯齿现象及轮廓线过多的现象，从而提高了显示的质量。     

Computer Simulation of the Process of Solidification in Gravity-diecasting

Abstract

A basic three-dimensional model has been developed to simulate the sequence of solidification in the gravity-diecasting process. The finite difference method was used to analyse the solidification process during all the casting cycles. The prediction of die temperature in the quasi-steady state was analysed using the boundary element method. The influence of die cooling on the solidification pattern of the casting was also investigated. Prediction of computer simulation on temperature profiles and location of shrinkage defects were in good agreement with those observed in experimental diecastings. Models of computer simulation developed in this study can be useful for the design and process control of diecasting.     

Fe-C合金等温凝固过程的相场法模拟

基于KKS模型,采用耦合相场和溶质场的方法,对Fe-0．5mol％C合金凝固过程中的枝晶生长进行了模拟,并研究了过冷度、各向异性强度和扰动强度对枝晶生长形貌的影响。结果表明：随着过冷度的减小,枝晶主干细化,各向异性程度增大,晶粒生长速度减小,溶质扩散层厚度增加,枝晶的最高溶质浓度降低,溶质梯度减小;随着各向异性的增加,晶粒由海藻状转变为枝晶态,枝晶生长速度也随之增大;扰动强度引发了侧向分枝,侧枝间互相竞争生长,根部出现“颈缩”现象,但扰动强度的加入并不改变枝晶尖端的稳态行为。     

行波磁场作用下空心管坯的两相凝固数值模拟

利用等轴球晶两相凝固模型计算了行波磁场作用下空心管坯的凝固过程.分析了施加不同强度的行波磁场时,Sn-3.5%Pb管坯凝固过程的温度梯度、冷却速率、溶质浓度分布以及晶粒大小的变化情况.结果表明:金属液在行波磁场的作用下产生纵截面上的大环流,随着搅拌速度的加大,金属液凝固过程的冷却速率逐渐降低,熔体内的温度梯度减小,使管坯内部的晶粒得到细化,改善了铸坯凝固组织,但是强制流动导致管坯内产生宏观偏析,且搅拌速度越大,宏观偏析越明显,因此,在生产过程中应该严格控制搅拌速度的大小.     

微观组织数值模拟发展概述

介绍了计算机微观组织模拟的几种主要研究方法，概述了目前国内外凝固组织模拟的研究进展，评述了当前使用的数学模型的特点及局限性，展望了凝固组织数值模拟技术的发展方向。     

铸件凝固过程微观组织模拟新动态

概述了铸件微观组织模拟的几种典型研究方法,着重介绍了用于定向凝固的微观组织模拟方法--三维枝晶包膜跟踪法,同时分析了当前微观组织模拟研究面临的问题.     

铸件定向凝固微观组织模拟

铸件微观组织模拟研究向定向凝固及单晶方面发展.简介了微观组织模拟的基本思路,引进三维枝晶包膜跟踪模拟理论,它是一种定向凝固的数值微观组织模拟方法,主要用于模拟一些特殊的对缺陷的存在很敏感的零部件.同时给出了用枝晶包膜跟踪法计算的二维凝固模拟结果.     

铸件凝固过程数值模拟的生产应用

以燃气轮机缸体、康明斯缸体和重152 t的大型铸钢件校直机架为例,介绍“华铸CAE”铸件凝固模拟软件的实际应用效果。通过凝固模拟,对铸造工艺进行改进,使难度较高的铸件一次试浇成功。     

数值鼠标技术在凝固模拟中的应用

在凝固模拟技术中，后处理的任务通常是将数值数据可视化，构建出各种直观的三维图形，帮助用户理解数值计算的结果。这个环节在凝固模拟的应用中发挥着重要作用。但是，由于视觉识别对色彩和长度等图形要素定量分辨的精度非常有限，因此，直接从图形上很难准确地解读出所表现的物理函数的精确值。本文采取扩展鼠标光标的形式。将图形上鼠标所指热点单元的函数值，用数值数字直接显示在鼠标光标的扩展序列中，实现了图形函数数值的精确解读，取得了非常好的应用效果，受到用户的好评。     

基于WEB的铸造凝固过程数值模拟仿真系统

研究了如何将计算机仿真技术与Internet技术相结合 ,提供强大的网络计算服务平台 ,为企业节约生产成本。本系统采用了基于Java的多层Browser/Server体系结构和基于CORBA的分布式计算技术     

定向凝固过程的数值模拟进展

针对定向凝固模拟的研究现状,概述了其中几种用于凝固的模拟方法,如三维枝晶胞膜跟踪法、电磁成形法、相场法等,并着重介绍了相场法。最后,在分析现有相场模型不足的基础上,指出了该领域研究中亟需解决的问题,并对今后的发展方向作了分析。     

农机犁铧铸件凝固温度场数值模拟

基于PROCAST铸造模拟软件,利用PRO/E三维建模软件对农机件犁铧进行了建模,根据热传导方程分析了其由液态向固态转变的温度场变化,得出了铸件温度随时间的变化关系,并对凝固过程中产生的缩孔、缩松等缺陷进行了预测.模拟结果与实际浇注效果对比显示吻合良好,较真实的反映了温度变化,可为优化铸造工艺方案提供指导.     

自适应有限元方法凝固问题模拟的网格各向异性研究

建立了一套液-固平衡时晶体形态计算方法,并以其对自适应有限元方法凝固模拟的网格各向异性进行了研究。模拟结果表明该方法具有良好的收敛性;网格各向异性随空间步长的增大而增大,并与初始晶核大小无关;弱各向异性下网格各向异性引起的误差必须校正,而当各向异性系数大于0.03时可以忽略。     

噪声影响凝固微观组织的相场法模拟

采用kim模型,利用耦合溶质场的相场模型,对Al-Cu二元合金的定向凝固过程进行模拟,为了简化计算,采用了温度冻结近似.研究了扰动对固液界面的形态及微观组织演化的影响.结果表明,引入界面扰动,使得固液界面的稳定性受到破坏,界面形态由初始平面转变为胞晶,在胞状生长过程中竞争淘汰是主要的生长方式;随着扰动强度的增加,胞状晶粒细化,界面推进速度增加,界面前沿的溶质扩散层变薄,微观偏析程度减小,溶质截留现象严重.     

铸件凝固微观组织数值模拟研究的新进展

列举了铸件微观组织模拟的几种典型研究方法，概述了这几种常用模拟方法近年来的改进与应用状况，简要地对这些方法进行了评述。同时介绍了一种较新的用于单向凝固的模拟方法——3D枝晶胞膜跟踪法，它主要应用于一些对缺陷的存在非常敏感的特殊部件的模拟。指出了铸件微观组织模拟目前面临的问题与未来发展趋势。     

凝固模拟CAE嵌入式造型系统的研究与开发

研究了服务于凝固模拟的嵌入式CAD系统。基于OpenGL技术开发了构造铸件的浇注系统、冒口、冷铁等所需的基本体素，进而与Pro／E、UG等系统生成的铸件三维实体进行精确定位装配，从而形成完整的铸造工艺系统。实践证明该技术的应用可以方便铸造工艺的修改，有力地推动凝固模拟技术的实用化。