基于反算热流的结晶器内流动--传热--凝固耦合模拟

李天衣¹，王旭东¹，孔令伟¹，姚曼¹，田勇²，魏祖康³，冯巍³，冯国辉³，钱志友³

1. 大连理工大学材料科学与工程学院2. 鞍钢集团公司3. 南京钢铁股份有限公司

摘 要：基于Navier-Stokes动量方程和湍流低雷诺数k-ε方程,综合考虑能量守恒和钢液凝固与糊状区对流动过程的影响,建立了描述结晶器内钢液流动、传热及凝固过程的三维耦合数学模型.以实测温度和结晶器反问题模型计算出的热流为边界条件,模拟计算了结晶器内钢水的流动、传热和凝固行为.钢液流动决定结晶器内的温度和热流分布,铸坯凝固受钢液流动和结晶器热流双重因素的影响.建立的模型以及由此得到的铸坯凝固非均匀特征可为进一步考察浇铸过程中纵裂和其他表面缺陷提供借鉴和参考.

关键词：连涛;结晶器;流动;传热;凝固;反问题;