金属学报  2002, Vol. 38 Issue (9): 941-946

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Fe-C合金凝固过程流动、传热、传质的耦合数值模拟

韩志强　 沈厚发　 熊守美　 柳百成

清华大学机械工程系;北京100084

韩志强; 沈厚发; 熊守美; 柳百成 . Fe-C合金凝固过程流动、传热、传质的耦合数值模拟[J]. 金属学报, 2002, 38(9): 941-946 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(253 KB)   摘要: 通过耦合求解凝固过程质量、动量、能量和溶质守恒方程,对Fe-C二元合金凝固过程中的流动、传热、传质现象进行了数值模拟.基于控制容积的有限差分法(CV-FDM)建立了微分方程的隐式离散格式,采用SIMPLE方法求解代数方程的求解采用交替方向隐式(ADI)和三对角矩阵算法(TDMA)相结合的方法.对一个上下边界绝热、左右边界对流换热的二维矩形区域的模拟计算表明,凝固初期排出的溶质主要被凝固前沿的液相流动带入液相区.在固液两相区中,由于枝晶骨架造成的流动阻力很大,在不考虑凝固收缩的条件下,两相区中的液相流动速度一般较纯液相区的流速小2-3个数量级. 关键词 ： 铁碳合金,  凝固,  流动,  传热,  传质,  数值模拟     Key words： 收稿日期: 2001-12-03      ZTFLH:  O242.1   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 韩志强 沈厚发 熊守美 柳百成 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/Y2002/V38/I9/941 [1] Flemings M C, Nereo G E. Trans AIME, 1967; 239: 1449 [2] Flemings M C, Mehrabian R, Nereo G E. Trans AIME,1968; 242: 41 [3] Flemings M C, Nereo G E. Trans AIME, 1968; 242: 50 [4] Bennon W D, Incropera F P. Int J Heat Mass Transfer,1987; 30: 2161 [5] Bennon W D, Incropera F P. Int J Heat Mass Transfer,1987; 30: 2171 [6] Beckermann C, Viskanta R. Phys Chem Hydrodynamics,1988; 10: 195 [7] Ni J, Beckermann C. Metall Trans, 1991; 22B: 349 [8] Schneider M C, Beckermann C. Metall Mater Trans, 1995;26A: 2373 [9] Wang C Y, Beckermann C. Metall Mater Trans, 1996;27A: 2754 [10] Wang C Y, Beckermann C. Metall Mater Trans, 1996;27A: 2765 [11] Beckermann C, Wang C Y. Metall Mater Trans, 1996;27A: 2784 [12] Xu Daming, Li Qingchun. Numer Heat Transfer, 1991;20: 181 [13] Gu J P, Liu Z, Chen X C. Ada Metall Sin, 1997; 33: 461 （顾江平,刘 庄,陈晓慈.金属学报,1997;33:461） [14] Felicelli S D, Poirier D R, Heinrich J C. Metall MaterTrans, 1998; 29B: 847 [15] Thevik H J, Mo A, Rusten T. Metall Mater Trans, 1999;30B: 135 [16] Patankar S V. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow.New York: Hemisphere, 1980: 79 [17] Du Q, Li D Z, Li Y Y. Acta Metall Sin, 2000; 36: 1197 （杜 强,李殿中,李依依.金属学报,2000;36:1197） [18] Neilson D G, Incropera F P. Int J Heat Mass Transfer, 1991; 34: 1717T [1] 毕中南, 秦海龙, 刘沛, 史松宜, 谢锦丽, 张继. 高温合金锻件残余应力量化表征及控制技术研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1144-1158. [2] 马德新, 赵运兴, 徐维台, 王富. 重力对高温合金定向凝固组织的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1279-1290. [3] 张健, 王莉, 谢光, 王栋, 申健, 卢玉章, 黄亚奇, 李亚微. 镍基单晶高温合金的研发进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1109-1124. [4] 侯娟, 代斌斌, 闵师领, 刘慧, 蒋梦蕾, 杨帆. 尺寸设计对选区激光熔化304L不锈钢显微组织与性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 623-635. [5] 刘继浩, 周健, 武会宾, 马党参, 徐辉霞, 马志俊. 喷射成形M3高速钢偏析成因及凝固机理[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 599-610. [6] 苏震奇, 张丛江, 袁笑坦, 胡兴金, 芦可可, 任维丽, 丁彪, 郑天祥, 沈喆, 钟云波, 王晖, 王秋良. 纵向静磁场下单晶高温合金定向凝固籽晶回熔界面杂晶的形成与演化[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1568-1580. [7] 张开元, 董文超, 赵栋, 李世键, 陆善平. 固态相变对Fe-Co-Ni超高强度钢长臂梁构件焊接-淬火过程应力和变形的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1633-1643. [8] 王重阳, 韩世伟, 谢峰, 胡龙, 邓德安. 固态相变和软化效应对超高强钢焊接残余应力的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1613-1623. [9] 周小宾, 赵占山, 汪万行, 徐建国, 岳强. 渣-金界面气泡夹带行为数值物理模拟[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1523-1532. [10] 彭治强, 柳前, 郭东伟, 曾子航, 曹江海, 侯自兵. 基于大数据挖掘的连铸结晶器传热独立变化规律[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1389-1400. [11] 夏大海, 邓成满, 陈子光, 李天书, 胡文彬. 金属材料局部腐蚀损伤过程的近场动力学模拟：进展与挑战[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1093-1107. [12] 梁琛, 王小娟, 王海鹏. 快速凝固Ti-Al-Nb合金B2相形成机制与显微力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1169-1178. [13] 刘仁慈, 王鹏, 曹如心, 倪明杰, 刘冬, 崔玉友, 杨锐. 700℃热暴露对 β 凝固 γ-TiAl合金表面组织及形貌的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1003-1012. [14] 李闪闪, 陈云, 巩桐兆, 陈星秋, 傅排先, 李殿中. 冷速对高碳铬轴承钢液析碳化物凝固析出机制的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1024-1034. [15] 李彦强, 赵九洲, 江鸿翔, 何杰. Pb-Al合金定向凝固组织形成过程[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1072-1082. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed