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COUPLED NUMERICAL SIMULATION OF STEEL FLOW AND SOLIDIFICATION IN SOFT-CONTACT BILLET MOLD

A.Y. Deng , J.C. He

金属学报(英文版)

A coupled model including electromagnetic field, fluid dynamic, heat transfer and so-lidification, is developed and applied to the numerical simulation of steel flow andsolidification in a 100mm× 100mm soft-contact mold. In this study, the 3D finite dif-ference method and n, on-staggered grid system for fluid flow with body fitted coordinatewere employed. Numerical results show that the electromagnetic force mainly affectsthe steel flow at upper part of mold, especially in the vicinity of meniscus. There existupward flows covering the surfaces of the billet due to the concentration of electro-magnetic force on the upper part of the billet. This flows join together and form adownward flow near the SEN, so a distinct circulating flow zone is formed at upperpart of mold. After applying electromagnetic force, the steel velocity is improved andthe temperature is raised. The strong stirring of electromagnetic force on liquid steelmakes the kinetic energy on free surface increase. It is clearly seen that the solidifi-cation start point shifts downward in soft contact mold. As a result, the initial shellthickness gets thin and the initial solidification shell length is shortened.

关键词: continuous casting , null , null , null , null

温度对平板电磁成形中电磁力影响的数值分析

许威 , 刘雪松 , 杨建国 , 方洪渊 , 徐文立

材料科学与工艺

为了确定高温电磁成形技术中温度对电磁力的影响,采用ANSYS软件对不同温度下板坯中的电磁力进行了模拟.采用霍尔器件测量了常温下线圈-工件间隙的磁感应强度,验证了电磁力的分布规律.模拟结果表明,工件均温时,随温度升高,轴向电磁力蜂值减小,负径向电磁力峰值增大.较高温度下轴向力峰值的下降速率小于较低温度情况.工件非均温时,工件中涡流密度较大位置和电磁力峰值位置向低温区偏移.工件存在高斯温度分布时,电磁力的分布特征与常温下相似.

关键词: 电磁力 , 温度 , 数值模拟 , 平板 , 影响

数值模拟磁场作用下气泡在导电流体中运动

潘毅 , 倪明玖

工程热物理学报

在自适应网格上,采用VOF方法捕捉界面,相容守恒格式计算电流及电磁力,发展了金属流体自由界面MHD数值方法。通过数值模拟磁场作用下不同Hartmann数的气泡在导电溶液中的运动和变形,分析磁场对气泡以及流场的影响,同时给出诱导电场和电流的分布。为进一步深入研究冶金及热核聚变相关的金属流体在强磁场作用下的自由界面流打下基础。

关键词: 自适应网格(AMR) , Volume , of , Fluid(VOF)法 , 磁流体动力学(MHD) , 电磁力

交变磁场中硅熔液的电磁力有限元分析

冯孝燕 , 王琤 , 赵波 , 徐芳华 , 高杰

人工晶体学报

从电磁场的基本理论出发,本文利用ANSYS软件数值模拟了片状加热器硅晶体生长炉中的磁场和电磁力情况,采用有限元法对三相交流电产生的电磁场进行了三维数值求解,并进行了实验验证.结果表明:硅熔液在交变磁场下所受电磁力的空间分布呈周向性,且硅熔液边角处的电磁力最大,而不同电压相序下的电磁力方向是相反的,从而也导致了硅熔液的不同流动,最终模拟结果与实验现象符合良好.本文为进一步研发铸锭方式下进行的硅晶体生长技术提供了有价值的借鉴.

关键词: 交流电 , 交变磁场 , 硅熔液 , 电磁力

电磁搅拌作用下GCr15轴承钢小方坯内部磁场的研究

黄大伟 , 薛思毅

钢铁研究

为研究电磁搅拌作用下小方坯内部磁场强度及电磁力的变化情况,采用美国LakeShore公司475型DSP高斯计,对旋转型电磁搅拌器作用下的100 mm×100 mm GCr15轴承钢小方坯中心横截面、纵截面不同位置的磁场强度进行测量,探讨了小方坯内磁场分布规律及铸坯厚度对磁场衰减情况的影响.同时,通过对凝固末端电磁搅拌电磁力的计算,获得适宜100 mm×100 mm GCr15轴承钢小方坯浇注过程末端电磁搅拌的电流为350 A,频率为12 Hz.

关键词: 475型DSP高斯计 , 电磁搅拌 , 小方坯 , 电磁力

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