宽厚板连铸结晶器内流动—传热—凝固耦合模拟
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第11-22页 |
| 1.1 结晶器的冶金功能 | 第11-14页 |
| 1.1.1 结晶器的地位和作用 | 第11-12页 |
| 1.1.2 结晶器内钢液流动对铸坯质量的影响 | 第12-14页 |
| 1.2 结晶器内的钢液流动 | 第14-17页 |
| 1.2.1 钢液流场的基本形态 | 第14-15页 |
| 1.2.2 浸入式水口的功能与分类 | 第15-16页 |
| 1.2.3 水口区域的流场形态 | 第16-17页 |
| 1.3 结晶器流动/传热耦合计算 | 第17-20页 |
| 1.3.1 结晶器传热简介 | 第17-18页 |
| 1.3.2 钢液凝固对流场的影响 | 第18-19页 |
| 1.3.3 传热/流动耦合模拟研究现状 | 第19-20页 |
| 1.4 课题背景和研究内容 | 第20-22页 |
| 2 结晶器内钢液流场数值模型与计算方法 | 第22-31页 |
| 2.1 铸机和水口参数 | 第22-24页 |
| 2.1.1 宽厚板连铸的特点 | 第22页 |
| 2.1.2 铸机条件 | 第22-23页 |
| 2.1.3 水口参数 | 第23-24页 |
| 2.2 流场模拟的理论基础 | 第24-26页 |
| 2.2.1 连续性方程 | 第24页 |
| 2.2.2 动量方程 | 第24页 |
| 2.2.3 标准κ-ε双方程模型 | 第24页 |
| 2.2.4 近壁面函数 | 第24-26页 |
| 2.3 模拟方法与软件 | 第26-28页 |
| 2.3.1 基本假设 | 第26-27页 |
| 2.3.2 求解方法 | 第27页 |
| 2.3.3 湍流控制方程 | 第27-28页 |
| 2.4 结晶器网格划分与边界条件 | 第28-30页 |
| 2.4.1 计算区域 | 第28页 |
| 2.4.2 网格划分 | 第28-29页 |
| 2.4.3 边界条件 | 第29-30页 |
| 2.4.4 流场的求解流程 | 第30页 |
| 2.5 本章小结 | 第30-31页 |
| 3 宽厚板结晶器流场与水口数值模拟 | 第31-56页 |
| 3.1 钢液流场分布的基本特征 | 第31-33页 |
| 3.2 水口设计对流场的影响 | 第33-37页 |
| 3.2.1 窄面冲击位置和回流区涡心 | 第33页 |
| 3.2.2 水口出口流场 | 第33-35页 |
| 3.2.3 自由液面湍动能 | 第35-36页 |
| 3.2.4 自由液面形状 | 第36-37页 |
| 3.3 水口参数对流场的影响 | 第37-44页 |
| 3.3.1 水口倾角 | 第38-39页 |
| 3.3.2 水口面积比 | 第39-42页 |
| 3.3.3 侧孔纵横比 | 第42-44页 |
| 3.4 工艺参数对流场的影响 | 第44-55页 |
| 3.4.1 拉速 | 第44-46页 |
| 3.4.2 浸入深度 | 第46-49页 |
| 3.4.3 铸坯厚度 | 第49-52页 |
| 3.4.4 铸坯宽度 | 第52-55页 |
| 3.5 本章小结 | 第55-56页 |
| 4 结晶器内钢液流动-传热-凝固耦合数值模型 | 第56-65页 |
| 4.1 铸机和水口参数 | 第56-57页 |
| 4.1.1 铸机条件 | 第56页 |
| 4.1.2 水口参数 | 第56-57页 |
| 4.2 结晶器内流动-传热-凝固耦合数学模型 | 第57-59页 |
| 4.2.1 基本方程 | 第57页 |
| 4.2.2 能量方程 | 第57页 |
| 4.2.3 湍流控制方程 | 第57-58页 |
| 4.2.4 固相率计算方程 | 第58页 |
| 4.2.5 凝固熔化模型 | 第58-59页 |
| 4.3 结晶器传热反问题计算模型 | 第59-61页 |
| 4.3.1 传热模型基本思想和边界条件 | 第59-60页 |
| 4.3.2 传热反问题计算模型 | 第60-61页 |
| 4.4 结晶器耦合模型网格划分与计算方法 | 第61-64页 |
| 4.4.1 基本假设 | 第61-62页 |
| 4.4.2 计算区域和网格划分 | 第62-63页 |
| 4.4.3 边界条件 | 第63页 |
| 4.4.4 热物性参数的确定 | 第63-64页 |
| 4.5 本章小结 | 第64-65页 |
| 5 结晶器钢液流动/传热耦合计算结果与分析 | 第65-74页 |
| 5.1 热流与流场/温度场基本形态 | 第65-67页 |
| 5.1.1 反算热流 | 第65-66页 |
| 5.1.2 结晶器内钢液流动和温度分布 | 第66-67页 |
| 5.2 流场与温度场特征 | 第67-68页 |
| 5.2.1 涡心位置 | 第67页 |
| 5.2.2 窄面冲击点 | 第67页 |
| 5.2.3 湍动能 | 第67-68页 |
| 5.3 钢液温度分布 | 第68-71页 |
| 5.3.1 横截面温度 | 第68-69页 |
| 5.3.2 纵截面温度 | 第69-70页 |
| 5.3.3 宽面温度 | 第70页 |
| 5.3.4 窄面温度 | 第70-71页 |
| 5.4 铸坯凝固行为 | 第71-73页 |
| 5.4.1 横截面液相率 | 第71页 |
| 5.4.2 纵截面液相率 | 第71-72页 |
| 5.4.3 凝固坯壳 | 第72-73页 |
| 5.5 本章小结 | 第73-74页 |
| 结论 | 第74-76页 |
| 参考文献 | 第76-81页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第81-82页 |
| 致谢 | 第82-83页 |
