| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第16-39页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第16-17页 |
| 1.2 电磁场在铸造成形中的应用与研究 | 第17-26页 |
| 1.2.1 电磁场在连铸结晶器中的应用与研究 | 第17-24页 |
| 1.2.2 电磁场在定向凝固成形中的应用与研究 | 第24-25页 |
| 1.2.3 电磁场在其他铸造成形中的应用与研究 | 第25-26页 |
| 1.3 电磁场下宏/微观传输研究进展 | 第26-29页 |
| 1.3.1 宏/微观传输现象的实验研究 | 第26-28页 |
| 1.3.2 宏/微观传输现象的数值模拟研究 | 第28-29页 |
| 1.4 求解流动问题的数值算法 | 第29-35页 |
| 1.4.1 原始变量法的提出及改进 | 第29-33页 |
| 1.4.2 原始变量法的后续发展 | 第33-35页 |
| 1.5 多物理场耦合问题的求解方法 | 第35-37页 |
| 1.5.1 求解多物理场耦合问题的商用软件 | 第35-36页 |
| 1.5.2 不同方法的联合求解 | 第36-37页 |
| 1.6 电磁铸造研究中存在的问题及本文研究内容 | 第37-39页 |
| 第2章 电磁凝固模型的电磁场有限元计算与分析 | 第39-66页 |
| 2.1 引言 | 第39页 |
| 2.2 电磁场有限元计算理论、步骤及方法比较 | 第39-45页 |
| 2.2.1 电磁场计算的基本理论 | 第39-40页 |
| 2.2.2 有限元分析的主要步骤 | 第40-42页 |
| 2.2.3 ANSYS 电磁场有限元计算的方法比较 | 第42-45页 |
| 2.3 二维电磁凝固传输模型中的电磁场计算与分析 | 第45-57页 |
| 2.3.1 板坯连铸模型中的静磁场 | 第45-47页 |
| 2.3.2 电磁定向凝固模型中的谐波电磁场 | 第47-49页 |
| 2.3.3 板坯连铸模型中的行波电磁场 | 第49-57页 |
| 2.4 三维电磁凝固传输模型中的电磁场计算与分析 | 第57-64页 |
| 2.4.1 三维板坯连铸中的静磁场 | 第57-61页 |
| 2.4.2 三维谐波电磁场的计算 | 第61-64页 |
| 2.4.3 电磁场的叠加 | 第64页 |
| 2.5 本章小结 | 第64-66页 |
| 第3章 电磁凝固传输耦合数学模型及数值计算方法 | 第66-83页 |
| 3.1 引言 | 第66页 |
| 3.2 电磁场下凝固传输宏/微观数学模型 | 第66-70页 |
| 3.3 控制方程的离散化处理 | 第70-74页 |
| 3.3.1 对流-扩散方程的离散 | 第70-72页 |
| 3.3.2 结晶潜热的处理 | 第72-74页 |
| 3.4 压力-速度耦合过程求解 | 第74-78页 |
| 3.5 电磁凝固传输耦合计算方案的确立 | 第78-80页 |
| 3.5.1 多物理场耦合传输计算方案 | 第78-79页 |
| 3.5.2 非线性物理问题线性方程组的数值计算方案 | 第79-80页 |
| 3.6 简单二维模型试算 | 第80-82页 |
| 3.6.1 经典对流问题计算 | 第80页 |
| 3.6.2 理想模型计算 | 第80-82页 |
| 3.7 本章小结 | 第82-83页 |
| 第4章 多场间接耦合过程中的数据格式处理与显示 | 第83-97页 |
| 4.1 引言 | 第83页 |
| 4.2 ANSYS 有限元计算结果的存储形式 | 第83-85页 |
| 4.3 ANSYS 有限元计算结果的有限体积/有限差转换过程 | 第85-90页 |
| 4.3.1 FVM/FDM 中心点与 FEM 单元的位置对应 | 第85-87页 |
| 4.3.2 FVM/FDM 网格的剖分 | 第87页 |
| 4.3.3 FEM 单元的形函数 | 第87-89页 |
| 4.3.4 电磁场 FEM 到 FDM/FVM 格式的插值转换 | 第89-90页 |
| 4.4 FVM/FDM FEM 数据的双向转换 | 第90-93页 |
| 4.5 二维/三维物理场的后处理显示 | 第93-96页 |
| 4.5.1 后处理软件的基本功能 | 第93-94页 |
| 4.5.2 场量的后处理效果检验 | 第94-96页 |
| 4.6 本章小结 | 第96-97页 |
| 第5章 二维/三维电磁连铸过程的数值模拟 | 第97-138页 |
| 5.1 引言 | 第97页 |
| 5.2 二维板坯连铸数值模拟 | 第97-114页 |
| 5.2.1 二维连铸数值模型 | 第99-101页 |
| 5.2.2 电磁制动和搅拌所用的电磁载荷 | 第101-102页 |
| 5.2.3 未加磁场时的流动行为 | 第102-103页 |
| 5.2.4 静磁场对凝固传输行为的影响 | 第103-108页 |
| 5.2.5 行波磁场对凝固传输行为的影响 | 第108-114页 |
| 5.3 三维单带式水平电磁连铸数值模拟 | 第114-135页 |
| 5.3.1 模型及方法 | 第114-118页 |
| 5.3.2 静磁场数据的准备 | 第118-121页 |
| 5.3.3 水平单带连铸带速的确定 | 第121-123页 |
| 5.3.4 虚拟静磁场对熔体流动的影响 | 第123-126页 |
| 5.3.5 真实磁场对结晶器内流动的影响 | 第126-129页 |
| 5.3.6 磁感应强度对熔体速度的影响 | 第129-133页 |
| 5.3.7 水平单带式薄板坯连铸的凝固 | 第133-135页 |
| 5.4 电磁凝固传输间接耦合计算的效率 | 第135-136页 |
| 5.5 本章小结 | 第136-138页 |
| 第6章 定向凝固实验与电磁凝固传输模型的验证 | 第138-161页 |
| 6.1 引言 | 第138页 |
| 6.2 铝铜硅合金的定向凝固实验与数值模拟 | 第138-141页 |
| 6.2.1 铝铜硅合金定向凝固实验 | 第138-140页 |
| 6.2.2 计算结果与实验数据的比较 | 第140-141页 |
| 6.3 钛铝合金棒的定向凝固模拟与实验 | 第141-148页 |
| 6.3.1 实验合金及方法 | 第141-142页 |
| 6.3.2 直接电磁感应加热定向凝固方案 | 第142-143页 |
| 6.3.3 直接感应加热过程电磁场分析 | 第143-144页 |
| 6.3.4 直接感应加热过程的 EM-STP 数值模拟 | 第144-146页 |
| 6.3.5 直接感应加热定向凝固实验结果及分析 | 第146-148页 |
| 6.4 钛铝合金棒定向凝固实验方案的改进 | 第148-160页 |
| 6.4.1 石墨套间接加热方案的初步电磁场分析 | 第149-152页 |
| 6.4.2 间接感应加热过程的数值模拟 | 第152-156页 |
| 6.4.3 间接加热定向凝固实验及分析 | 第156-160页 |
| 6.5 本章小结 | 第160-161页 |
| 结论 | 第161-164页 |
| 参考文献 | 第164-178页 |
| 附录 | 第178-185页 |
| 附录Ⅰ 采用体积守恒法对动量方程的离散过程 | 第178-180页 |
| 附录Ⅱ 控制容积上的速度、温度及成分计算式 | 第180-183页 |
| 附录 Ⅲ 线性矩阵的求解与特征值分析 | 第183-185页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 | 第185-187页 |
| 致谢 | 第187-188页 |
| 个人简历 | 第188页 |
