潘丽萍
,
贺铸
,
李宝宽
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140363
结晶辊内部结构非常复杂,受热发生变形后,辊表面形状变得不规则,因此研究结晶辊温度场、热应力及热变形,掌握其分布规律,对于控制结晶辊的变形,得到均匀的铸带具有重要意义.以结晶辊为主要研究对象,采用热结构直接耦合方法计算结晶辊的温度场、热应力和热变形,为结晶辊的设计提供参考.结果表明,选用Be-Co-Cu作为结晶辊材质,辊转动30 s后,辊外表面温度和最大等效应力保持稳定,最高和最低温度分别为198和449℃,最大等效应力为1041 MPa;转动300 s后,辊内部温度及变形达到稳定状态,辊外表面径向位移都在0.4～0.5mm之间.通过对比Be-Co-Cu材质和钢材质的温度和最大等效应力,得出Be-Co-Cu材质更适合于制造双辊的结论.
关键词:
结晶辊
,
有限元
,
温度场
,
热变形
,
热应力
潘丽萍
,
李宝宽
,
贺铸
钢铁研究
采用数值模拟方法,建立了双辊薄带连铸工艺凝固区的数学模型,对某预投产的双辊薄带连铸设备在工况下的凝固终点位置进行计算,同时对影响凝固终点的因素如浇注温度、辊速等工艺参数进行分析.结果表明:设计时将钢液出流方向左右各移2mm及拉坯速度为30 m/min时,凝固区分布最佳;浇注温度的提升对凝固终点位置影响不大;辊速增加,凝固终点纵向位置逐步降低至消失.
关键词:
双辊薄带
,
凝固终点
,
数值模拟
,
浇注温度
,
辊速
蒋潇
,
贺铸
,
高标
,
蔡辉
,
刘春欢
,
许志安
,
祝鑫阳
机械工程材料
通过有限元模拟方法,用ANSYS软件建立了4种中空玻璃珠随机分布的中空玻璃珠(HGB)/环氧树脂复合材料的数学模型,计算得到了复合材料常温下的导热系数,并与文献中的试验结果进行了对比.结果表明:HGB的热绝缘效果非常显著,随着HGB体积分数增大,HGB/环氧树脂复合材料的导热系数线性减小,模拟结果与文献中的试验结果相符,证明了模拟结果的准确性.
关键词:
中空玻璃珠/环氧树脂复合材料
,
导热系数
,
有限元法
刘双
,
贺铸
,
蔡辉
,
王强
,
李宝宽
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140291
为研究工艺参数对电渣重熔过程的影响,建立了能够考虑电磁现象并耦合动量和热量传输的三维瞬态数学模型,运用商业软件Fluent进行了模拟研究,计算值与测量值吻合较好.模拟结果表明:在极间距相同的2种工况下,监测点的电流密度值基本相同,说明当渣池深度变化时,可以通过调节电极浸入深度,以符合设定的操作制度.电势降主要发生在渣池区域,渣金界面处的电压仅为0.1V;焦耳热最大值出现在电极端角与渣池接触区域,最小值出现在渣金界面;电磁力最大值出现在电极边角附近,随着纵向深度增加,轴向分量越来越小.极间距为20 mm时,电极端角与渣池接触区域的速度和温度均出现最大值,金属熔池深度也最大,其大小分别为0.045 m/s,2 250 K,41.5 mm.
关键词:
工艺参数
,
数值模拟
,
电渣重熔
,
极间距
,
金属熔池
易超
,
刘亚明
,
贺铸
,
柳朝晖
,
郑楚光
工程热物理学报
本文采用DNS方法，对惯性颗粒所见各向同性湍流中具有平均标量梯度的被动标量场统计特性进行了研究。结果表明：惯性对颗粒温度脉动强度，两相温度关联，自相关特性以及颗粒热流与两相交叉热流的统计特性具有明显的影响。在PDF方法的框架下，系统地推导了非等温气固两相流的PDF方程，且基于朗之万随机体系对方程进行了封闭，并利用前面的DNS结果对相关标量模型进行了检验，结果表明，在颗粒所见流体温度的模型中，采用颗粒所见流体温度的拉氏时间积分尺度作为模型输入参数较采用流场的耗散时间和Kolmogorov常数作为输入参数更接近DNS的结果。
关键词:
被动标量
,
惯性颗粒
,
非等温气固两相流
,
直接数值模拟
,
PDF方法
刘亚明
,
柳朝晖
,
王子国
,
贺铸
,
郑楚光
工程热物理学报
本文采用直接数值模拟方法,在具有平均标量梯度的各向同性湍流中,研究被动标量的小尺度结构特性及其与湍流场中应变与涡量的关系.对欧拉统计量及拉格朗日统计量的统计表明:标量耗散的形成主要是由于标量梯度同流场的应变张量压缩主轴耦合的结果,而涡量对标量梯度的形成只有较弱的影响,然而它可以间接影响大强度标量耗散的产生.强标量耗散的细微片状结构的形成时间尺度大约为10倍Kolmogrov时间尺度;在形成强标量梯度的细微片状结构过程中,应变强度随标量梯度同步增大,而涡量则先减小后增大,并在5倍Kolmogorov时间尺度时达到最大.
关键词:
均匀各向同性湍流
,
直接数值模拟
,
标量耗散率
,
应变张量
,
涡量
刘亚明
,
柳朝晖
,
贺铸
,
郑楚光
工程热物理学报
采用直接数值模拟方法,对具有平均标量梯度的被动标量场在稳定、均匀各向同性湍流中的统计特性进行了研究(计算Reλ为25和48,Pr数从0.3到4.0).模拟结果表明:标量的概率密度函数是高斯分布的;标量耗散率的概率分布是不对称性的,在它的左枝还存在明显的拖尾现象,并非对数正态分布;在Re数相同的情况下,随着Pr数的增加,沿着平均标量梯度方向上的标量梯度其概率分布的偏斜度是减少的,反映出回归各向同性的趋势,而且在以涡量为条件的标量梯度的偏斜度变化曲线中发现涡量影响的饱和现象,我们认为这是由于涡量通过对标量场小尺度结构进行旋转作用来影响标量场的结果.
关键词:
被动标量
,
均匀各向同性湍流
,
直接数值模拟
贺铸
,
柳朝晖
,
刘亚明
,
郑楚光
工程热物理学报
本文对非等温气固两相各向同性湍流中颗粒及颗粒所见流体温度的统计行为进行了直接数值模拟研究,系统地讨论了颗粒惯性的影响.对于τp/τk＜1的颗粒,其温度脉动随惯性增大而减弱;对于τp/τk＞1的颗粒,其趋势相反.颗粒及颗粒所见流体温度的自相关都随颗粒惯性的增加而减弱,而且随颗粒惯性的增加,颗粒所见流体温度的自相关比颗粒自身温度的自关联下降得快.
关键词:
直接数值模拟
,
非等温气固两相湍流
,
温度统计
刘亚明
,
柳朝晖
,
贺铸
,
韩海锋
,
郑楚光
工程热物理学报
本文采用直接数值模拟的方法,研究了颗粒惯性对均匀各向同性湍流场中被动标量混合特性的影响.结果表明:与无颗粒算例相比,Tp/Tk<1的小颗粒,增大了标量脉动在高波数上的能量,增强了标量耗散率,标量耗散率最大高出了25%;Tp/Tk>1的大颗粒,在初期显著削弱了标量脉动强度,同时也加快了标量耗散率的衰减,标量脉动强度降低了约15%,标量耗散减少了约5%;而Tp/Tk=1的临界颗粒,对标量场混合的影响较弱,标量脉动强度和标量耗散偏差在5%以内;此外,随着颗粒惯性的增大,标量耗散率的概率密度函数向左平移,但分布特征的改变并不显著.
关键词:
直接数值模拟
,
气固两相流
,
被动标量
柳朝晖
,
贺铸
,
李瑞霞
,
郑楚光
工程热物理学报
本文通过直接数值模拟对均匀各向同性湍流中颗粒对湍流的变动作用进行了研究.颗粒相的体积分数很小而质量载荷足够大,以至于颗粒之间的相互作用可以忽略不计,而重点考虑颗粒与湍流间能量的交换.颗粒对湍流的反向作用使得湍动能的耗散率增强,以至于湍动能的衰减速率增大.湍动能的衰减速率随颗粒惯性的增大而增大.三维湍动能谱显示,颗粒对湍动能的影响在不同的尺度上是不均匀的.在低波数段,流体带动颗粒,而高波数段则相反.
关键词:
直接数值模拟
,
湍流变动
,
两向耦合
