| 摘要 | 第2-3页 |
| ABSTRACT | 第3-4页 |
| CHAPTER 1 INTRODUCTION | 第8-17页 |
| 1.1 Background | 第9-11页 |
| 1.2 Recent Advancements in Metal Purification during Solidification | 第11-13页 |
| 1.3 Purpose/Scope | 第13页 |
| 1.4 Problem Statement | 第13-15页 |
| 1.5 Organization of Thesis | 第15-17页 |
| CHAPTER 2 LITERATURE SURVEY | 第17-60页 |
| 2.1 A brief review of OCC process | 第17-20页 |
| 2.2 The Principle of OCC | 第20-21页 |
| 2.3 The Separation theory and OCC process | 第21-23页 |
| 2.3.1 Solidification and cast structures | 第21页 |
| 2.3.2 The separation theory | 第21-23页 |
| 2.4 OCC Process Variables and Their Effect | 第23-25页 |
| 2.5 Local Scale Solute Transport (Microsegregation Models) | 第25-44页 |
| 2.5.1 Equilibrium solidification model | 第25-29页 |
| 2.5.2 Scheil-Gulliver Solidification model | 第29-32页 |
| 2.5.3 Limited diffusion in solid, complete diffusion in liquid | 第32-34页 |
| 2.5.4 Limited liquid and solid diffusion model | 第34-35页 |
| 2.5.5 Partial mixing in liquid phase (effect of convection); limited diffusion in solid | 第35-36页 |
| 2.5.6 Limited Liquid Diffusion Solidification Model | 第36-39页 |
| 2.5.7 Solute transport in presence of melt convection | 第39-42页 |
| 2.5.8 Summary | 第42-43页 |
| 2.5.9 Numerical Implementation of Microsegregation Models in Commercial Solvers | 第43-44页 |
| 2.6 Melt convection | 第44-50页 |
| 2.6.1 Natural convection | 第44-48页 |
| 2.6.1.1 Intensity of buoyancy driven flows | 第45-48页 |
| 2.6.2 Forced Convection | 第48-49页 |
| 2.6.3 Effect of convection on solute transport | 第49-50页 |
| 2.7 Interface morphology and stability | 第50-60页 |
| 2.7.1 Interface stability | 第50-53页 |
| 2.7.2 Interface Morphology | 第53-58页 |
| 2.7.3 Interface Non-Equilibrium | 第58-60页 |
| CHAPTER 3 NUMERICAL MODEL | 第60-75页 |
| 3.1 Introduction | 第60页 |
| 3.2 Phase Change Modeling | 第60-67页 |
| 3.2.1 Multiple domain formulation | 第61页 |
| 3.2.2 Single domain formulation | 第61-66页 |
| 3.2.2.1 Mixture Theory Model | 第61-63页 |
| 3.2.2.2 Volume Averaged Model | 第63-66页 |
| 3.2.3 Comparison of the two single domain approaches | 第66-67页 |
| 3.3 Governing equations | 第67-75页 |
| 3.3.1 Assumptions | 第68-69页 |
| 3.3.2 Mathematical Formulation | 第69-75页 |
| CHAPTER 4 NUMERICAL SOLUTION SCHEME | 第75-85页 |
| 4.1 Numerical procedure | 第75-77页 |
| 4.2 User Defined Functions:Overview | 第77-78页 |
| 4.3 Modeling of melt stirring (Multiple Reference Frame model) | 第78-80页 |
| 4.3.1 Melt stirring intensity | 第79-80页 |
| 4.4 Solution Algorithm | 第80-82页 |
| 4.5 Implementation in Fluent | 第82-85页 |
| CHAPTER 5 DETERMINATION OF BEST STIRRINGMETHOD | 第85-97页 |
| 5.1 Solution Procedure | 第85页 |
| 5.2 Model and Solution | 第85-97页 |
| 5.2.1 Configuration | 第85-88页 |
| 5.2.2 Validation of the MRF Model | 第88页 |
| 5.2.3 Comparison of Axial and Transverse Stirring Methods | 第88-97页 |
| CHAPTER 6 DETERMINATION OF CRITICAL STIRRINGINTENSITIES | 第97-128页 |
| 6.1 Introduction | 第97页 |
| 6.2 Solution Procedure | 第97-98页 |
| 6.3 Experimental Results | 第98-100页 |
| 6.3.1 Experimental Procedure | 第98-100页 |
| 6.4 Validation of Simulation Results with Literature | 第100-103页 |
| 6.5 Case1:Numerical Simulation Results in Absence of Melt Convection | 第103-106页 |
| 6.5.1 Solidification Profiles | 第103-106页 |
| 6.6 Solute Redistribution Behavior in Absence of Melt Convection | 第106-113页 |
| 6.6.1 Simulation Results in Absence of External Melt Stirring | 第106-113页 |
| 6.7 Computer Simulation Results in Presence of External Melt Stirring | 第113-128页 |
| 6.7.1 Method used to determine critical stirring intensities | 第113-114页 |
| 6.7.2 Solute Redistribution Behavior | 第114-126页 |
| 6.7.3 Influence of the Local Scale Solute Redistribution Model on Results | 第126-128页 |
| CHAPTER 7 | 第128-130页 |
| 7.1 Summary of Contributions | 第129页 |
| 7.2 Recommendations for further research/scopes for future work | 第129-130页 |
| REFERENCES | 第130-140页 |
| Notations and Abbreviations | 第140-142页 |
| LIST OF TABLES | 第142-143页 |
| LIST OF FIGURES | 第143-145页 |
| ACKNOWLEDGEMENTS | 第145-146页 |
| APPENDICES | 第146-152页 |
| APPENDIX 1 | 第146-148页 |
| APPENDIX 2 | 第148-149页 |
| APPENDIX 3 | 第149-152页 |
