混合LES-RANS模型在结晶器钢液流场模拟中的应用

茅晓慧^1,2，李京社^1,2，张江山^1,2，唐海燕^1,2，吉传波³

1. 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室2. 北京科技大学冶金与生态工程学院3. 北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室

摘 要：采用了一种新的混合LES-RANS（大涡模拟-雷诺平均模型）湍流模型模拟结晶器中钢液的流场.模型通过修正湍流黏度系数对水口和结晶器内湍流进行过滤,对大尺度的湍流直接采用Navier-Stokes方程求解计算,对小尺度的脉动采用标准k-ε模型进行计算.该模型能避免RANS的过分耗散并且能捕捉到更多的瞬态湍流信息.模型通过对连铸结晶器内液态金属GaInSn模型速度进行测量验证,速度测量方法为超声波多普勒测速仪（UDV）测速法.新模型与实验测量值吻合程度明显好于RANS模拟的结果,能更准确地预测结晶器和水口内的湍流行为.结晶器内瞬态流动特征表明,水口两侧流体呈周期性的偏流,周期约为5s.

关键词：连铸;结晶器;湍流;流场;模拟;