金屬液在充型和凝固過(guò)程中夾雜物運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬.pdf

1、在鑄造生產(chǎn)中，澆注條件的不合理以及澆注時(shí)金屬液混入的夾雜物等因素往往會(huì)造成嚴(yán)重的鑄件質(zhì)量問(wèn)題。單憑生產(chǎn)者的經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶋H生產(chǎn)前的小規(guī)模實(shí)驗(yàn)，既不準(zhǔn)確，又浪費(fèi)時(shí)間和原料，提高了生產(chǎn)成本。 本文通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，模擬了充型和凝固過(guò)程中金屬液的流動(dòng)及隨金屬液混入到鑄型內(nèi)的夾雜物的運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用連續(xù)方程、動(dòng)量方程、粒子運(yùn)動(dòng)方程及熱傳導(dǎo)方程等流體力學(xué)中的基本方程，進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的相關(guān)計(jì)算。計(jì)算方法選用有限差分法和四階龍格一庫(kù)塔一吉爾方法對(duì)數(shù)學(xué)模型

2、進(jìn)行離散化。采用 Euler 坐標(biāo)系下，Euler法中的SMAC法來(lái)計(jì)算流體自由表面流動(dòng)過(guò)程。 采用Fortran編程語(yǔ)言，計(jì)算澆注時(shí)液態(tài)金屬的流動(dòng)狀態(tài)、夾雜物的運(yùn)動(dòng)軌跡以及凝固過(guò)程。通過(guò)程序計(jì)算得出數(shù)據(jù)文件，利用 C 語(yǔ)言的圖形功能演示模擬得到的液態(tài)金屬流動(dòng)過(guò)程，夾雜物運(yùn)動(dòng)軌跡及最終位置。計(jì)算結(jié)果與水力模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性和可行性。 通過(guò)數(shù)值模擬，了解充型過(guò)程和凝固過(guò)程中夾雜物的運(yùn)動(dòng)軌跡及最終位