| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 目录 | 第9-12页 |
| 1 绪论 | 第12-31页 |
| 1.1 铝电解工业概况 | 第12-13页 |
| 1.2 大容量节能铝电解槽物理场特征 | 第13-14页 |
| 1.3 铝电解槽多物理场建模研究现状 | 第14-26页 |
| 1.3.1 电-磁-流场建模研究现状 | 第15-24页 |
| 1.3.2 电-热场建模研究现状 | 第24-25页 |
| 1.3.3 多场闭合建模探索 | 第25-26页 |
| 1.4 铝电解槽结构优化研究现状 | 第26-28页 |
| 1.5 现有研究工作总结及存在的缺陷 | 第28-29页 |
| 1.6 论文研究的目的、内容与方案 | 第29-31页 |
| 2 铝电解槽多相磁流体建模与应用 | 第31-58页 |
| 2.1 引言 | 第31页 |
| 2.2 数学建模 | 第31-41页 |
| 2.2.1 电场模型 | 第31-33页 |
| 2.2.2 磁场模型 | 第33-34页 |
| 2.2.3 稳态三维多相流模型 | 第34-39页 |
| 2.2.4 瞬态三维多相磁流体模型 | 第39-41页 |
| 2.3 模型应用实例 | 第41-57页 |
| 2.3.1 应用对象结构特征及相关参数 | 第41-42页 |
| 2.3.2 有限体积法原理 | 第42-43页 |
| 2.3.3 稳态电磁场计算及结果分析 | 第43-44页 |
| 2.3.4 稳态两相流计算及结果分析 | 第44-46页 |
| 2.3.5 稳态三相流计算及结果分析 | 第46-47页 |
| 2.3.7 瞬态两相磁流体计算及结果分析 | 第47-52页 |
| 2.3.8 瞬态三相磁流体计算及结果分析 | 第52-56页 |
| 2.3.9 各模型可靠性综合评述 | 第56-57页 |
| 2.4 本章小结 | 第57-58页 |
| 3 铝电解槽电-热场强耦合建模与应用 | 第58-72页 |
| 3.1 引言 | 第58页 |
| 3.2 数学建模 | 第58-63页 |
| 3.2.1 电-热强耦合模型特征 | 第58页 |
| 3.2.2 控制方程 | 第58-60页 |
| 3.2.3 边界条件 | 第60-62页 |
| 3.2.4 槽帮形状计算方法 | 第62-63页 |
| 3.3 模型应用 | 第63-70页 |
| 3.3.1 应用对象结构特征及相关参数 | 第63-64页 |
| 3.3.2 模型应用技术路线 | 第64-65页 |
| 3.3.3 有限元法原理 | 第65-66页 |
| 3.3.4 电-热场强耦合计算与结果分析 | 第66-69页 |
| 3.3.5 电-热强耦合建模必要性论证 | 第69-70页 |
| 3.4 本章小结 | 第70-72页 |
| 4 铝电解槽电流效率建模与应用 | 第72-83页 |
| 4.1 引言 | 第72页 |
| 4.2 建模背景 | 第72-73页 |
| 4.3 铝电解槽内电流损失机理 | 第73-75页 |
| 4.4 铝电解槽电流效率全域计算模型的建立 | 第75-77页 |
| 4.4.1 电流损失计算方程 | 第75-76页 |
| 4.4.2 质量传递系数 | 第76-77页 |
| 4.4.3 电流效率全域计算模型 | 第77页 |
| 4.5 铝电解槽电流效率全域计算模型的应用 | 第77-82页 |
| 4.6 本章小结 | 第82-83页 |
| 5 铝电解槽阴极结构优化研究 | 第83-101页 |
| 5.1 引言 | 第83页 |
| 5.2 阴极结构优化方案描述 | 第83-84页 |
| 5.3 不同阴极方案下磁流体计算结果对比分析 | 第84-94页 |
| 5.3.1 铝液水平电流计算结果对比分析 | 第84-87页 |
| 5.3.2 铝液流场计算结果对比分析 | 第87-89页 |
| 5.3.3 电解质流场计算结果对比分析 | 第89-91页 |
| 5.3.4 铝液-电解质界面行为计算结果对比分析 | 第91-94页 |
| 5.4 不同阴极方案下电流效率计算结果对比分析 | 第94-99页 |
| 5.5 不同阴极方案综合效果讨论 | 第99-100页 |
| 5.6 本章小结 | 第100-101页 |
| 6 铝电解槽阳极结构优化研究 | 第101-119页 |
| 6.1 引言 | 第101页 |
| 6.2 阳极结构对阳极气体排放的影响 | 第101-108页 |
| 6.2.1 计算模型 | 第101-102页 |
| 6.2.2 倾斜底面阳极对气泡排放的影响 | 第102-105页 |
| 6.2.3 倒角阳极对气泡排放的影响 | 第105-106页 |
| 6.2.4 开槽阳极对气泡排放的影响 | 第106-108页 |
| 6.3 阳极结构对阳极消耗过程的影响 | 第108-117页 |
| 6.3.1 计算模型 | 第108-110页 |
| 6.3.2 电解质沟宽度对阳极形状及其电流分布演变的影响 | 第110-113页 |
| 6.3.3 阳极初始结构对其形状及电流分布演变的影响 | 第113-117页 |
| 6.4 阳极结构综合优化方案探讨 | 第117-118页 |
| 6.5 本章小结 | 第118-119页 |
| 7 结论与展望 | 第119-122页 |
| 7.1 主要结论 | 第119-120页 |
| 7.2 展望与建议 | 第120-122页 |
| 参考文献 | 第122-135页 |
| 攻读学位期间主要研究成果 | 第135-137页 |
| 致谢 | 第137页 |