| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-10页 |
| 主要符号表 | 第17-22页 |
| 第1章 绪论 | 第22-56页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第22-29页 |
| 1.1.1 钢板超声波探伤检测 | 第22页 |
| 1.1.2 典型探伤缺陷特征 | 第22-27页 |
| 1.1.2.1 一机两流缺陷 | 第22-24页 |
| 1.1.2.2 四分之一带点状缺陷 | 第24-25页 |
| 1.1.2.3 中心带团状缺陷 | 第25-27页 |
| 1.1.3 结晶器内多物理场流动现象及冶金功能 | 第27-29页 |
| 1.2 国内外研究现状及其评述 | 第29-53页 |
| 1.2.1 钢液流动现象的研究方法 | 第29-33页 |
| 1.2.1.1 物理实验 | 第29-32页 |
| 1.2.1.2 数值模拟 | 第32-33页 |
| 1.2.2 湍流数值模拟方法的发展 | 第33-41页 |
| 1.2.2.1 直接数值模拟 | 第35页 |
| 1.2.2.2 雷诺时均模拟 | 第35-37页 |
| 1.2.2.3 大涡模拟 | 第37-41页 |
| 1.2.3 多相流模拟方法的发展 | 第41-45页 |
| 1.2.3.1 Lagrange模型 | 第42-44页 |
| 1.2.3.2 Euler双流体模型 | 第44-45页 |
| 1.2.4 相间动量传递模型的发展 | 第45-47页 |
| 1.2.4.1 相间作用力模型 | 第45-46页 |
| 1.2.4.2 相间湍流修正 | 第46-47页 |
| 1.2.5 人口平衡方法的发展 | 第47-53页 |
| 1.2.5.1 人口平衡模型 | 第47-50页 |
| 1.2.5.2 气泡聚并和破碎模型 | 第50-53页 |
| 1.3 目前模型存在的问题 | 第53-54页 |
| 1.4 本文的研究方案及目标 | 第54-56页 |
| 第2章 连铸结晶器内流体力学行为的实验研究 | 第56-84页 |
| 2.1 单相水模型实验 | 第56-65页 |
| 2.1.1 直弧型结晶器系统 | 第56-58页 |
| 2.1.1.1 相似理论的推导 | 第56-57页 |
| 2.1.1.2 实验系统的建立 | 第57-58页 |
| 2.1.2 瞬态流场特征 | 第58-61页 |
| 2.1.2.1 偏流现象 | 第58-60页 |
| 2.1.2.2 漩涡卷渣 | 第60-61页 |
| 2.1.3 不同参数对偏流的影响 | 第61-63页 |
| 2.1.4 不同参数对漩涡卷渣的影响 | 第63-65页 |
| 2.2 两相水模型实验 | 第65-72页 |
| 2.2.1 吹气参数的确定 | 第66-67页 |
| 2.2.2 含气率分布特征 | 第67-69页 |
| 2.2.3 瞬态两相流场特征 | 第69-71页 |
| 2.2.4 吹气对漩涡卷渣的影响 | 第71-72页 |
| 2.3 气泡粒径分布实验 | 第72-82页 |
| 2.3.1 实验系统的建立 | 第73-76页 |
| 2.3.2 气泡粒径的测量 | 第76-77页 |
| 2.3.3 不同参数对平均气泡粒径的影响 | 第77-80页 |
| 2.3.4 气泡粒径分布 | 第80-82页 |
| 2.4 本章小结 | 第82-84页 |
| 第3章 结晶器内钢液瞬态非对称流动的大涡模拟研究 | 第84-112页 |
| 3.1 研究内容及拟解决的关键问题 | 第84-85页 |
| 3.2 大涡模拟数学建模 | 第85-91页 |
| 3.2.1 基本方程 | 第85-86页 |
| 3.2.2 几何模型的建立及网格化 | 第86-87页 |
| 3.2.3 数值细节 | 第87-89页 |
| 3.2.4 模型的验证 | 第89-91页 |
| 3.3 瞬态流动结果与分析 | 第91-102页 |
| 3.3.1 瞬态流场结构 | 第92-96页 |
| 3.3.2 偏流流场及周期性分析 | 第96-100页 |
| 3.3.3 漩涡结构及产生机理 | 第100-102页 |
| 3.4 弯曲段对氩气泡运动的影响 | 第102-110页 |
| 3.4.1 气泡传输模型 | 第103-104页 |
| 3.4.2 氩气泡瞬态运动 | 第104-106页 |
| 3.4.3 氩气泡在上表面位置的分布 | 第106-107页 |
| 3.4.4 氩气泡在出口位置的分布 | 第107-108页 |
| 3.4.5 氩气泡的捕捉统计 | 第108-110页 |
| 3.5 本章小结 | 第110-112页 |
| 第4章 凝固前沿氩气泡和夹杂物的瞬态运动行为 | 第112-140页 |
| 4.1 研究内容及拟解决的关键问题 | 第113页 |
| 4.2 凝固过程数学模型 | 第113-117页 |
| 4.2.1 连续介质大涡模拟运动方程 | 第114页 |
| 4.2.2 凝固过程能量方程 | 第114-115页 |
| 4.2.3 数值细节 | 第115-117页 |
| 4.3 颗粒传输与捕捉模型 | 第117-120页 |
| 4.3.1 颗粒传输模型 | 第117-118页 |
| 4.3.2 颗粒动态捕捉模型 | 第118-120页 |
| 4.4 模型的验证 | 第120-123页 |
| 4.5 凝固坯壳内的瞬态流场 | 第123-125页 |
| 4.6 氩气泡和夹杂物的瞬态运动及统计 | 第125-132页 |
| 4.6.1 瞬态运动分布 | 第125-128页 |
| 4.6.2 捕捉统计 | 第128-132页 |
| 4.7 夹杂物簇的运动及统计 | 第132-138页 |
| 4.7.1 夹杂物簇的特征 | 第132-133页 |
| 4.7.2 运动及捕捉统计 | 第133-138页 |
| 4.7.2.1 上表面逃逸情况 | 第133-135页 |
| 4.7.2.2 坯壳捕捉情况 | 第135-137页 |
| 4.7.2.3 出口逃逸情况 | 第137-138页 |
| 4.7.3 夹杂物簇模型分析 | 第138页 |
| 4.8 本章小结 | 第138-140页 |
| 第5章 氩气-钢液两相瞬态非对称流动的大涡模拟研究 | 第140-162页 |
| 5.1 研究内容及拟解决的关键问题 | 第141页 |
| 5.2 EULER-EULER-LES模型 | 第141-147页 |
| 5.2.1 Euler-Euler双流体模型 | 第141-142页 |
| 5.2.2 LES模型 | 第142-143页 |
| 5.2.3 气泡诱导湍流 | 第143页 |
| 5.2.4 相间作用力模型 | 第143-144页 |
| 5.2.5 数值细节 | 第144-146页 |
| 5.2.6 模型的验证 | 第146-147页 |
| 5.3 氩气-钢液两相瞬态流动结果与分析 | 第147-154页 |
| 5.3.1 瞬时含气率分布 | 第147-149页 |
| 5.3.2 两相瞬态流场结构 | 第149-152页 |
| 5.3.3 两相偏流流场 | 第152-153页 |
| 5.3.4 上表面裸露点 | 第153-154页 |
| 5.4 拉速对两相流动的影响 | 第154-157页 |
| 5.5 吹气量对两相流动的影响 | 第157-160页 |
| 5.6 本章小结 | 第160-162页 |
| 第6章 人口平衡模型对结晶器内多尺寸泡状流的数值研究 | 第162-186页 |
| 6.1 研究内容及拟解决的关键问题 | 第163-164页 |
| 6.2 多组群质量传递模型数学建模 | 第164-172页 |
| 6.2.1 双流体MUSIG模型 | 第164-166页 |
| 6.2.2 气泡的破碎率 | 第166页 |
| 6.2.3 气泡的聚并率 | 第166-168页 |
| 6.2.4 模型的封闭 | 第168-170页 |
| 6.2.5 数值细节 | 第170-172页 |
| 6.3 气泡粒径对气液两相流动的影响 | 第172-176页 |
| 6.3.1 含气率分布 | 第172-175页 |
| 6.3.2 钢液流型 | 第175-176页 |
| 6.4 数值方法的考核 | 第176-178页 |
| 6.4.1 网格独立性考核 | 第176-177页 |
| 6.4.2 弥散相子气泡组考核 | 第177-178页 |
| 6.5 多尺寸泡状流预测结果与分析 | 第178-184页 |
| 6.5.1 含气率分布 | 第178-180页 |
| 6.5.2 水流型 | 第180-181页 |
| 6.5.3 Sauter平均粒径分布 | 第181-184页 |
| 6.6 本章小结 | 第184-186页 |
| 第7章 气液两相流相间动量传递模型数值研究 | 第186-208页 |
| 7.1 研究内容及拟解决关键问题 | 第187页 |
| 7.2 非均相MUSIG模型数学建模 | 第187-194页 |
| 7.2.1 非均相双流体MUSIG模型 | 第187-189页 |
| 7.2.2 封闭的相间动量传递模型 | 第189-191页 |
| 7.2.2.1 湍流模型 | 第189-191页 |
| 7.2.2.2 相间作用力模型 | 第191页 |
| 7.2.3 数值细节 | 第191-194页 |
| 7.3 湍流传递机制数值研究 | 第194-196页 |
| 7.4 相间作用力机制数值研究 | 第196-204页 |
| 7.4.1 曳力 | 第196-198页 |
| 7.4.2 侧升力 | 第198-200页 |
| 7.4.3 虚拟质量力 | 第200-201页 |
| 7.4.4 湍流离散力 | 第201-203页 |
| 7.4.5 壁面润滑力 | 第203-204页 |
| 7.5 实际氩气泡粒径的预测 | 第204-206页 |
| 7.6 本章小结 | 第206-208页 |
| 第8章 结论 | 第208-212页 |
| 8.1 本文的主要结论 | 第208-209页 |
| 8.2 本文的主要创新点 | 第209-210页 |
| 8.3 研究展望 | 第210-212页 |
| 参考文献 | 第212-230页 |
| 致谢 | 第230-232页 |
| 作者简介 | 第232-234页 |
| 攻博期间的研究成果 | 第234-240页 |