双扩散作用下宏观偏析的数值模拟
本文建立了双扩散作用下糊状区液相流动与溶质分布的数学模型,并对凝固过程中的宏观偏析进行数值模拟.模型中考虑了糊状区温度、溶质浓度梯度导致的固相、液相密度差异,研究了两种因素导致的液相(包括枝晶间液相)对流对凝固宏观偏析的影响.运用SIMPLE方法编制了求解数学模型的程序,对模型中的质量、动量、能量和溶质等守恒方程联立求解.通过分别对NH<,4>Cl-H<,2>O铸锭侧面或底面两种冷却、凝固过程进行模拟研究,得到了凝固过程中的温度场、流场、浓度场.宏观偏析的形成取决于双扩散作用下的流场特征,尤其与枝晶间浓度较高的液相流动密切相关.在双扩散作用下,流场、溶质场、固相分数场相互作用,并受冷却条件的影响.铸锭侧面冷却,顶部形成正偏析,底部形成负偏析;铸锭底面冷却,易于形成向上生长的通道偏析.在双扩散对流作用下,凝固前沿热流体的侵入导致糊状区局部重熔、形成通道;一些偏析通道由于相邻通道的优先生长导致溶质贫化而被扰埋.
宏观偏析 双扩散 数值模拟 铸件 凝固过程
马长文 沈厚发 黄天佑 柳百成
清华大学机械工程系(北京)
国内会议
北京
中文
1565-1569
2002-10-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）