Турбулентный гидродинамический и тепловой процессы при двухвалковой разливке стали (трёхмерное компьютерное моделирование)

Abstract

Разработаны трёхмерная математическая модель и численная методика по расчёту связанных турбулентного движения и теплового состояния расплавленного металла в канале двухвалкового кристаллизатора. Проведены компьютерное моделирование и анализ распределения скорости расплава и его температуры в межвалковом канале кристаллизатора при различных значениях скорости разливки в интервале 0,1-1,0 м/с. Изучены такие особен.ности протекания физических процессов в расплаве в зависимости от скорости разливки, как развитие вихревых структур в центральной области канала, формирование застойных зон, распространение скорости и температуры расплава, изменение границы зоны затвер.девания металла в межвалковом зазоре.

Розроблено тривимірну математичну модель та чисельну методику з розрахунку зв’язаних турбулентного руху і теплового стану розплавленого металу в каналі двовалкового кристалізатора. Проведено комп’ютерне моделювання та аналіз розподілу швидкості розпла.ву і його температури в міжвалковому каналі кристалізатора при різних значеннях швидкості розливання металу в інтервалі 0,1-1,0 м/с. Вивчено такі особливості протікання фізичних процесів у розплаві в залежності від швидкості розливання, як розвиток вихрових структур в центральній області каналу, формування застійних зон, розподіл швидкості і температури розплаву, змінення границі зони твердіння металу в міжвалковому зазорі.

The three-dimensional mathematical model and numerical technique are developed to compute the coupled turbulent flow and thermal condition of molten metal in the channel of twin-roll casting mold. The computer modeling and analysis of the melt velocity and temperature the range of 0.1-1.0 m/s. The characteristic properties of the physical processes depending on casing velocity such as vortex velocity structures in the central region of the channel, stagnant zones, the melt velocity and temperature distributions, boundaries of melt solidified shell are studied.