圓坯結晶器電磁攪拌過程三維流場與溫度場數(shù)值模擬

1、 ³ÈÄÕ¤ ÈÄ ÕÖ³¡ È Õ¤Ö³¡ Õ Â°, £   È Õ ÖÕ , ËÐʧ Ì, У , Õ ÂËÒ ³ ¡ È È Õ ¤, º

2、 ­ Ú È §­­µ¿È §. 8b ÀÆ, ¬ °¾± ¼ § ÍÖ 1773 K Õ ÚÊ Ú ¼ §Ö Ú § ¡ 0.5 m Ö 1756 K, ¼ § Ú ¡ 0.5 m Ì Ï¨ ¬ , 

3、6; Ö Ú, Ê ¡ 1.8 m §¥ Ê 1746 K. 9 ³· Õ ¶ § °¾ ± ª À Ö §È § ¹. 9a ÀÃ, Õ¶§ Ì (200 È 260 A  1470 µ Ð Ð  ¼ ¿ ·

4、 Æ Â ¦ Ö Õ ¿ Õ ¼¿ Ö Õ¥Â ¦ ; Õ §È ² Õ ¨­ . 9b À Ã, Õ¶§Ö , ° ¾±­ ³¡¼¬ÖÛ Ò Ä ¼ ¿ , ¿¼

5、06;·¨Ä ¤, ¼ §½Ç½Ú, µ ¿ ² Ä Ì. 10 ³ · Õ ¶ § ³ ¡ ¸ È § (w Û È È ¿ È Ö ¹. ¸ È § Õ Ö ½ 4 ¡ Ö¸&

6、#200; ¹ £Ì. ¸ È § Õ ¨ ­ , È ÝÎ ¬ ± ª ­ Ö ¼ Î, ¼ ¸ È § Õ 200 A Ö 0.1 m/s Ò 400 A Ö , °¾ ± 350 A , Ý 44 Î9 0.20 (a ¶ Ôµ¦ &

7、#189;° © Õߦǿ¦ ¸ 0.2 (b Fig.9 Distribution of velocities (a and temperatures (b at the central symmetry planes of mold for dierent current intensities (f =4 Hz No EMS 200 A 260 A 300 A , m/s 0.16 0.1 0.12 , m/s 350 A 400 A 0.0 0.08 0.04 -0.1 0.00 -0.2 0.

8、0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0.00 Distance from free surface of mold, m Î 10 ¶ Ôµ¦ Õ·Çߦ ¸ x, m 0.02 0.04 0.06 0.08 Fig.10 Distribution of tangential velocities along the line of x=0.06 m, z =0 m (a and y =0.67 m, z =0 m (b

9、for dierent exciting current intensities (f =4 Hz Ý 12 0.18 m/s. 11 À¤× : ¶ ³· ¼ ß ª Å ´Ó ¾¥ ¸È ÖƧ¯ , 1471   Õ Ú °¾ ± ª À Ö § È § 

10、5;. 11a À Ã, Õ Ú Â ª Ì (3 È 4 Hz , °¾ ± ¼ ¿ Ý·Æ Â¦ Ö Õ¿ Ú 5 Hz , ¼ ¿ ¥  ¦ Õ ¯ Õ §È ² Ú ¨­ . 11b ÀÃ, Õ &#

11、218; Ö , °¾±­ ¿¼Î·¨Ä¤, ³¡ §È ¼ § ĽǽÚ, ¼µ ¿½Ç½Ì. 12 ³ · Õ Ú ³¡¸È §Û ÈÈ¿È Ö

12、 ¹. ¸È § ÚÖ ½ 5 ¡ Ö¸È ¹£Ì. ¸È § Ú ¨­ , ¼ Ö 0.11 m/s Ò Ú 8 Hz Ú ¡ »Ö¸È § ÚÖ ¨ß ¦ ­µ, ·Ê ÐÌ

13、Ú­µª Ö¡ ´¤È Ö Í. 13 ³ · Õ¶§È Ú °¾± ÁÄÖ § ¹. 13a ÀÃ, Õ 200 A ¨Ò 400 A, Ú ¡ 0.5 m ²­Ö §ß , ³³¡ &#

14、219; , § Õ ¨ Ã Î º °¾ ±­ Ö Õ ¿ ¦ Ú, °¾ ± Î Ã Ö ¼ § 1749 K Ú Ê 1746 K; Â § ÖÎ ¼ Î Õ ¨ ­ · ¨ Ä ¤. Î 9b 

15、4; Ö° , ß ¿¼Î Õ ¨­ Ö 0.25 m/s. § Ú 3 Hz Î 11 ¶ Ô Ù ½° © Õߦǿ¦ ¸ 0.3 (b 0.2 Fig.11 Distribution of velocities (a and temperatures (b at the central symmetry planes of mol

16、d for dierent exciting current frequencies (I =300 A 0.25 (a No EMS 3 Hz 0.20 4 Hz 5 Hz 0.1 , m/s 0.15 , m/s 6 Hz 7 Hz 0.0 0.10 8 Hz -0.1 0.05 -0.2 0.00 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 -0.3 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 Distance from free surface of mold, m x, m Î 12 ¶ Ô

17、; Ù Õ·Çߦ ¸ Fig.12 Distribution of tangential velocities along the line of x=0.06 m, z =0 m (a and y =0.67 m, z =0 m (b for dierent exciting current frequencies (I =300 A  1472 1775 (a 1770 µ Ð Ð  1775 Ý 44 (b No EMS 3 Hz 4 H

18、z No EMS 200 A 260 A 300 A 1765 1770 5 Hz 6 Hz 7 Hz 1765 350 A 400 A T, K 1760 1755 1750 1745 1745 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 Distance from free surface of mold, m T, K 1760 8 Hz 1755 1750 Distance from free surface of mold, m Î 13 ¶ Ôµ¦Ç &#

19、217; ½° ÀÃÕ¿¦ ¸ Fig.13 Distribution of temperatures along the line of x=0 m and z =0 m for dierent exciting current intensities (f =4 Hz (a and dierent exciting current frequencies (I =300 A (b Î 14 ¶ Ôµ¦Ç Ù ¨ Ò 8 H

20、z, ½°¬Õ¤ × ¸ Fig.14 Distribution of inclusion trajectories in the mold for dierent current intensities (f =4 Hz (a and dierent exciting current frequencies (I =300 A (b ·¨Ä¤. 13b ÀÃ, °¾ ± Î Ã Ö ¼ 

21、7; §ÖÎ ¼Î Ú 4.3 Ú ¨ 1749 K 3 Hz 14 ³ · Õ ¶ §È Ú °¾ ±­ Ö ¥ Ø ¹© . 14a À Ã, ¬ , °¾­Ö ¥ Ø ¹ 6a ¡ Õ ¹Â£Ì

22、, ߥ ³ ¡ º °¾ ± , Æ ¼ Ä ¼ ¿ ³ ¡ Õ, ¼ ³¡Å È Õ¤ÅÊÕΰ¾±. Ϩ ¬ , ¥ °¾ ±­ ³ ¡ ¤ Õ ¶ §

23、 Ö ¨, È Ä Ö Ä , ­ ½Ç½¬Ö¥ Û Ò°¾±Ä¼¿ ¤, ¥ °¾±­ Ö Ò « ÄÙ , ¼ ¨ ¥ ÖÄ ÏÔ , ÔÒº£ºÖ

24、;­µ. Ý 14b ÀÃ, ¹ ±·Ë Ý · ¨ Ä ¤. ÚÊ 1745 K;  ÚÖ ¨, ½Ç½¬Ö¥ ÖÒ°¾±Ä¼¿ ³ ¡ ¤, Ä ÒÚ ¡ ¯ Ö&

25、#212;Ú Ä ¨. 5 ¾ (1 ³È ¯Ö°ÌÖ © ¸ ° ¾± ¬ ÇÖÀ¶ ¢Õ ¢ § Ý¥ Ø. © ° Ø £Ì Û ÄÄ È ¹, ¸È Î ¬± &

26、#170;­Ö¼Î Õ¶§È Ú ( ¦ Ú ²­ ¨­ . (2 ¬°¾±Ý ­Ö³¡Î Ä ª Õ ÈÂ Ö Õ ¿, ³ ¡ Û ­ ¤. ¬°¾±­Ö

27、³¡ ÒÒļ¿ , ¼ § Ú, µ ¿ ² Ì, ¿¼ÎĤ, ³¡ §È Ý 12 (3 ¡ Ú( ¦ Ú À¤× : ¶ ³ ¼ ß ª Å ´Ó ¾¥ Ö

28、98;§¯ 1473   § Ú. °¾± ¼¿ ·Æ ¦ Ö Ú Ö ¨, ¼ §½Ç½Ú, ¼µ ĽǽÌ, ¿¼Î·¨Ä¤. (4 ¬ °¾ ±­ Ö

29、 ¥ ³ ¡ ¤. Õ ¶ §È Ú ( ¦ Ú ² ­ Ö ¨, ¼¬ Ö ¥ ÖÒ°¾±Ä¼¿ ³¡ ¤, º¥ ¤¿ Ĥ, ­ ¨ Ä ÏÔÚ. ¯ 1 Mao

30、B. Contin Cast, 1999; (5: 36 . , 1999; (5: 36 ( 2 Fujisaki K, Ueyama T. IEEE Trans Magn, 1997; 33: 1642 3 Fujisaki K, Ueyama T, Takahashi K, Satoh S. IEEE Trans Magn, 1997; 33: 4245 4 Fujisaki K, Ueyama T, Ohki T, Uehara M, Kobayashi S. IEEE Trans Magn, 1998; 34: 2120 5 Fujisaki K, Satoh S, Yamada T. IEEE Trans Magn, 2000; 36: 1300 ²­ ¨­ §È Õ¿ ; ² Õ¶§ Õ. Õ¶§È Ú Ì Õ¶§È ¿ ² Þ ± 6 Fujisaki K. IEEE Trans Ind Appl, 2003; 39: 3541 7 Spitzer K H, Dubke M, Schwerdtf