冶金過程數值模擬分析技術的應用

上篇：計算流體力學的基礎和方法
1 緒論
1.1 現代冶金工藝流程及研究方法的發(fā)展
1.2 冶金中流體流動現象
1.3 冶金過程分析中計算流體力學研究方法的發(fā)展
參考文獻
2 計算流體力學基礎
2.1 流體的物理性質
2.1.1 密度
2.1.2 壓縮性
2.1.3 黏性
2.1.4 導熱性和導熱系數
2.1.5 擴散性與擴散系數
2.1.6 表面張力
2.2 基本物理定律
2.2.1 質量守恒定律
2.2.2牛頓第二運動定律
2.2.3 熱力學第一定律
2.3 流體運動的基本方程
2.3.1 Navier-Stokes方程
2.3.2 流函數方程和渦量方程
2.3.3 壓強泊松方程
2.3.4 歐拉方程
2.4 流體流動控制方程
參考文獻
3 數值計算方法和計算程序設計
3.1 數學模型的建立方法
3.1.1 準備
3.1.2 數學?；?br /> 3.2 冶金過程傳輸現象的數學描述
3.2.1 湍流流動的數學描述
3.2.2 湍流模型
3.2.3 壁面函數
3.3 描述冶金傳輸過程的基本方程
3.4 基本方程的離散化方法
3.4.1 基本方程的類型
3.4.2 空間領域的離散化方法
3.4.3 有限差分離散方程的建立方法
3.5 流場的計算方法
3.5.1 流場計算的困難和方法
3.5.2 交錯網格
3.5.3 二維柱坐標系下基本方程的離散化
3.5.4 SIMPLE和SIMPLER算法
3.6 邊界條件
3.6.1 熔池表面
3.6.2 固體壁面
3.6.3 對稱面
3.6.4 兩相區(qū)域
3.7 流場計算程序設計
3.7.1 計算程序框圖
3.7.2 計算程序中的變量及符號說明
3.7.3 計算鋼包中心底吹氬二維流場主程序
3.7.4 計算網格生成子程序
3.7.5 計算有效黏度子程序
3.7.6 賦常數和初值子程序
3.7.7 動量方程(u分量)計算子程序
3.7.8 動量方程(v分量)計算子程序
3.7.9 速度校正子程序
3.7.10 計算ε方程子程序
3.7.11 計算κ方程子程序
3.7.12 計算ε和κ方程系數的子程序
3.7.13 計算對流擴散項系數(乘方格式)的子程序
3.7.14 壓力校正方程子程序
3.7.15 計算壓力方程的子程序
3.7.16 計算壓力和壓力校正方程系數的子程序
3.7.17 計算區(qū)域氣體分率和流體密度的子程序
3.7.18輸出結果處理子程序
參考文獻
4 冶金過程的實驗研究
4.1 概述
4.2 實物內的直接測定
4.3 物理模擬
4.4 冶金中單元過程和現象的研究
4.4.1 金屬熔池中浸入式側吹射流的研究
4.4.2 噴吹鋼包中流體流動和混合現象的研究
4.4.3 噴吹鋼包中渣鋼界面卷混現象的研究
4.4.4 中間包非等溫流動的研究
參考文獻
5 CFD工程軟件簡介及應用
5.1 概述
5.1.1 cFD與其他過程模擬工具的關系
5.1.2 cFD工程應用的發(fā)展
5.2 CFD商業(yè)軟件介紹
5.2.1 CFD通用商業(yè)軟件的主要特點
5.2.2 CFD通用商業(yè)軟件簡介
5.2.3 CFD商業(yè)軟件的求解過程
5.2.4 CFD的應用技巧
5.3 幾何造型與拓撲結構
5.3.1 幾何模型簡介
5.3.2 坐標體系與有限差分網格
5.3.3 多塊數據結構
5.3.4 多塊結構
5.3.5 貼體坐標
5.4 幾何
5.4.1 坐標變換
5.4.2 網格結構
5.4.3 非相配的網格界面
5.4.4 梯度離散
5.5 CFD工程軟件的商業(yè)應用圖例
參考文獻
下篇：數值模擬分析方法的應用
6 吹氬鋼包內鋼液循環(huán)流動和混合過程的數值計算
6.1 吹氣攪拌熔池內軸對稱循環(huán)流速度場的計算(Ⅰ)——流場的物理模型及數模邊界條件的確定
6.2 吹氣攪拌熔池內軸對稱循環(huán)流速度場的計算(Ⅱ)——數學模型及其應用
6.3 吹氬鋼包內三維流動和混合現象的數值模擬
6.4 冶金反應器內三維流動模擬計算軟件及應用
6.5 柱坐標系下圓筒形反應器內三維湍流流動的數值模擬
6.6 ANS-0B鋼包內鋼液流動現象的數學物理模擬
6.7 CAS-OB過程熔池傳熱規(guī)律的模擬研究
7 連鑄及中間包內冶金過程的數學模型分析
7.1 耦合流動和凝固過程連鑄結晶器內數學模型的建立
7.2 板坯連鑄結晶器內鋼液流動過程的模擬仿真
7.3 連鑄中間包內三維流動的數學模擬
7.4 中問包內鋼液流動、溫度控制和夾雜物行為的數學模擬
7.5 鋼液密度對板坯中問包流場影響的數學模型
7.6 連鑄中間包內鋼液流動的數學模型
7.7 CFD技術在分析連鑄中間包中冶金過程的應用
7.8 梅鋼40t板坯中間包的工業(yè)試驗與仿真分析
7.9 底吹氣連鑄中間包內氣液兩相流的數值模擬
8 幾種熱工裝置及過程的數學模擬分析
8.1 轉爐型熔融還原反應器內二次燃燒現象物理和數學模型研究
8.2 U型蓄熱式輻射管表面溫度分布數值模擬研究
8.3 鍋爐煙氣走廊三維流動特性數值計算
8.4 離心通風機內部流場三維瞬態(tài)計算
8.5 雙級旋風分離器特性的計算機預報
9 高溫低氧空氣燃燒過程的數值模擬
9.1 高溫空氣燃燒及換向過程中火焰結構和爐內燃燒產物流動狀態(tài)的數值模擬
9.2 蜂窩陶瓷蓄熱體格孔壁面應力變化特性的數值研究
9.3 蓄熱式加熱爐內流體流動、燃燒與傳熱的數值模擬
9.4 蓄熱式鋼包烘烤器鋼包內襯溫度分布數值分析
9.5 蓄熱式鋼包烘烤過程中鋼包內高溫低氧特性數值模擬
10 冶金單元過程和現象的數值模擬
10.1 回轉窯過程的數學模型及應用
10.2 鋼液中喂入鋁線升溫熔化過程的數學模擬
lO.3 熔渣中加入鉻礦球團初期熔融現象的研究
10.4 氣粉流噴吹熔池的通用數學模型
10.5 熔池浸入式側吹下氣液兩相流流動狀態(tài)的三維數值計算