大方坯连铸结晶器内钢液行为的数值模拟开题报告

大方坯结晶器电磁搅拌电磁场的数值模拟的开题报
告
一、选题的背景
大方坯是指宽大比大于一的长方体铸件。

大方坯与小方坯相比，具
有木型布局繁琐，浇注温度复杂、气糊现象容易发生，冷却分异明显等
特点，造成缺陷率较高。

为了减少缺陷率，大方坯铸造中应采用合理的
工艺措施。

大方坯结晶器电磁搅拌是一种铸造技术，可在坯内产生一定的电磁
场和电磁搅拌效果，使坯内铸造组织得到改善，提高铸造质量。

因此，
对大方坯结晶器电磁搅拌电磁场的数值模拟研究具有实用意义。

二、选题的目的
本文旨在开展大方坯结晶器电磁搅拌电磁场数值模拟的研究，对大
方坯铸造工艺进行优化，提高铸造质量。

三、论文的内容和步骤
1. 研究大方坯结晶器电磁搅拌的基本原理和结构特点，并对大方坯
铸造中存在的问题进行分析。

2. 基于有限元方法，建立大方坯结晶器电磁搅拌的电磁场数值模型，计算坯内电磁场分布等物理量。

3. 对模拟结果进行分析，得出大方坯结晶器电磁搅拌工艺参数的优
化方案。

4. 进行模拟结果验证实验，评估模拟结果的准确性。

5. 总结研究结果，提出进一步改进的建议。

四、预期成果
通过电磁场数值模拟，得出大方坯结晶器电磁搅拌工艺参数的优化方案，提高铸造质量。

同时，论文还将为大方坯结晶器电磁搅拌铸造工艺的改进提供新的思路和手段。

精炼和连铸反应器内夹杂物物理行为的研究的开题报告题目：精炼和连铸反应器内夹杂物物理行为的研究一、选题背景在钢铁冶炼过程中，夹杂物是对钢材质量影响最大的较严重缺陷之一，其对钢材的机械性能、成形性能等均有很大的影响。

因此，对夹杂物的形成机理、规律以及行为进行深入的研究，对提高钢材的质量和性能具有十分重要的意义。

二、研究内容和目标本项目旨在采用现代计算机模拟方法，探究精炼和连铸反应器内夹杂物的物理行为，包括夹杂物在熔体中的形态演变、漂浮和沉淀等，并研究相关的影响因素，如处理工艺、反应器结构等。

通过研究，我们将深入了解夹杂物的形成、演变和影响因素，为加强对夹杂物的控制和改善钢材质量提供理论参考和实践指导。

三、研究内容和方法1.研究物理行为：通过分子动力学模拟和数值计算方法，研究夹杂物在熔体中的演变、漂浮和沉淀过程。

同时考虑处理工艺和反应器结构等因素的影响，从而深入了解夹杂物的行为规律和物理机制。

2.研究形态演变：通过分析夹杂物的化学组成和形态特点，探究夹杂物在熔体中的形态演变规律，如气泡、颗粒等的形态变化，了解夹杂物在熔体中的行为规律和特征。

3.研究夹杂物对钢材性能的影响：通过对夹杂物形成、演变和行为规律进行深入研究，探究夹杂物对钢材质量和性能的影响，为控制夹杂物和改善钢材质量提供科学依据和实践指导。

四、预期成果通过对精炼和连铸反应器内夹杂物物理行为的研究，可以：1.深入了解夹杂物的形成机理和演变规律；2.了解夹杂物在熔体中的行为特征和影响因素；3.探究夹杂物对钢材质量和性能的影响；4.提出加强对夹杂物控制与改善钢材质量的技术措施和理论指导。

五、研究难点1.反应器内夹杂物形成过程的复杂性；2.夹杂物和熔体相互作用的复杂性；3.实验与理论的互动和验证。

六、研究意义本研究可为加强钢材质量控制和改进加工工艺提供准确的理论依据和实践指导，为钢材制造业的发展提供技术支持。

同时，也可为相关领域学者和从业人员提供学术资料和参考。

方坯结晶器角部钢液初始凝固行为及其影响因素的数值模拟分析程常桂;朱家发;黄胜;金焱;梁泽伟【摘要】Aiming at the initial solidification behavior of liquid steel in the corner part of billet mold, this paper established heat-transfer mathematical models that coupled billet,mold flux film and mold copper plate.The effects of corner radius,copper plate thickness in the corner part and cooling water flow rate on the temperature distrubition in billet corner as well as initial solidified shell thickness were analyzed.The results show that increasing the corner radius of mold or the copper plate thick-ness in the corner part or decreasing the cooling water flow rate can improve,to some extent,the cir-cumferential uniformity of the solidified shell thickness of the billet in the initial solidification region, and the billet quality is therefore improved.Among them,increasing the mold corner radius exhibits the most remarkable effect.%针对方坯结晶器内角部区域钢液的初始凝固行为，建立耦合方坯、保护渣和结晶器铜板的传热数学模型，研究结晶器圆角半径、角部铜板厚度及冷却水量对铸坯角部温度分布及凝固坯壳厚度的影响。

u71mn大方坯凝固坯壳与结晶器铜管温度场的数值模拟【实用版】目录一、引言1.1 研究背景1.2 研究目的1.3 研究方法二、大方坯凝固坯壳与结晶器铜管温度场模拟的基础理论2.1 大方坯凝固坯壳温度场的基础理论2.2 结晶器铜管温度场的基础理论三、数值模拟方法3.1 数值模拟的基本原理3.2 数值模拟的具体方法四、模拟结果与分析4.1 大方坯凝固坯壳温度场的模拟结果与分析4.2 结晶器铜管温度场的模拟结果与分析五、结论5.1 研究结论5.2 研究展望正文一、引言1.1 研究背景近年来，我国钢铁工业得到了快速发展，在产量和质量上都取得了显著的成果。

大方坯连铸是钢铁生产中的重要环节，其质量直接影响到后续钢材产品的性能。

因此，研究大方坯凝固坯壳与结晶器铜管温度场，对提高连铸坯质量具有重要意义。

1.2 研究目的本研究旨在通过数值模拟方法，研究大方坯凝固坯壳与结晶器铜管温度场，为优化大方坯连铸工艺提供理论依据。

1.3 研究方法本研究采用数值模拟方法，对大方坯凝固坯壳与结晶器铜管温度场进行模拟，并对模拟结果进行分析。

二、大方坯凝固坯壳与结晶器铜管温度场模拟的基础理论2.1 大方坯凝固坯壳温度场的基础理论大方坯凝固坯壳温度场模拟的基础理论主要包括热传导理论和凝固理论。

热传导理论主要研究热量在物体中的传递规律，而凝固理论主要研究物质从液态到固态的相变过程。

2.2 结晶器铜管温度场的基础理论结晶器铜管温度场模拟的基础理论主要包括热传导理论和热对流理论。

热传导理论同样研究热量在物体中的传递规律，而热对流理论主要研究流体中热量的传递规律。

三、数值模拟方法3.1 数值模拟的基本原理数值模拟的基本原理是将连续的物理量（如温度、压力等）离散化，通过求解离散方程组，得到离散点上的物理量分布。

3.2 数值模拟的具体方法本研究采用有限元法进行数值模拟。

首先建立几何模型和数学模型，然后对模型进行网格划分，最后求解离散方程组，得到温度分布。

圆坯连铸结晶器内电磁场、流场的数值模拟与实验研究的开题报告一、选题背景连铸技术是钢铁工业生产中重要的工艺环节之一，其直接关系到产品的质量和产量。

圆坯连铸结晶器内流场和电磁场的研究对提高连铸技术的效率和改善产品质量具有重要意义。

因此，本文提出了圆坯连铸结晶器内电磁场、流场的数值模拟及实验研究，以深入了解连铸过程中结晶器内的热传递、流动和结晶行为。

二、研究目的和意义圆坯连铸结晶器内电磁场、流场数值模拟和实验研究旨在：1. 为圆坯连铸结晶器的热流场和结晶行为的研究提供理论基础和实验支持。

2. 分析结晶器内电磁场、流场的特点，为进一步优化结晶器结构、提高产品质量和连铸效率提供基础数据。

3. 提出可以用于优化结晶器中的电磁场和流场的设计建议。

三、研究内容和方法1. 研究结晶器内的电磁场的分布特性，通过建立电磁场的数学模型，利用有限元方法进行数值模拟，验证模型的有效性。

2. 研究结晶器内的流场分布特性，通过建立流场模型，利用计算流体力学（CFD）方法进行数值模拟，验证模型的有效性。

3. 利用热像仪和热电偶等实验手段，对圆坯连铸结晶器内的温度分布情况进行实时监测和记录，验证数值模拟结果的正确性。

4. 基于数值模拟结果和实验数据，分析结晶器内的电磁场、流场与温度分布的关系，并提出结晶器内电磁场、流场优化设计建议。

四、研究进度安排一月份：阐述选题背景和研究目的，并提出研究方法和内容；二月份：对相关领域的文献进行综述和分析，明确研究的重点和难点；三月份：建立连铸结晶器内电磁场的数学模型，进行数值模拟，验证模型的正确性和可行性；四月份：建立连铸结晶器内流场的数学模型，进行数值模拟，验证模型的正确性和可行性；五月份：利用热像仪和热电偶等实验手段，对圆坯连铸结晶器内的温度分布情况进行实时监测和记录；六月份：基于数值模拟结果和实验数据，分析结晶器内的电磁场、流场与温度分布的关系，并提出结晶器内电磁场、流场优化设计建议；七月份：总结研究成果，撰写毕业论文，并进行答辩。

板坯连铸机结晶器内三维流场和温度场的有限元分析的开题报告1. 研究背景板坯连铸技术在冶金工业中广泛应用，其中结晶器是板坯连铸机的一个重要部件，决定了板坯的质量和直径。

为了进一步提高板坯连铸机生产效率和产品质量，需要对结晶器内部的流场和温度场进行深入研究。

2. 研究内容本研究旨在通过有限元分析方法，对板坯连铸机结晶器内的三维流场和温度场进行分析，探究结晶器内局部的流动规律和热传递特性，为优化连铸机结构和操作参数提供理论支持。

具体研究内容包括：（1）建立板坯连铸机结晶器的三维模型，包括结晶器下部、侧壁和顶部的几何形状和结构特点等。

（2）采用FLUENT软件对结晶器内部的三维流场进行模拟和计算，考虑板坯连续坯流动、自由液面、宽度变化等实际工况因素，研究结晶器内局部流动规律。

（3）基于ANSYS软件对结晶器内的三维温度场进行模拟和计算，分析板坯在连铸过程中的温度分布情况，并研究热传递特性对板坯成形质量的影响。

3. 研究意义通过对板坯连铸机结晶器内部流场和温度场的有限元分析，可以更加深入地了解结晶器的结构特点和板坯成形过程中关键参数的影响规律，为优化连铸机的生产效率和产品质量提供参考和优化建议。

研究成果可为铸造工艺的科学发展提供重要理论支持。

4. 研究方法本研究主要采用有限元分析方法，包括建立结晶器的三维几何模型、采用FLUENT软件模拟结晶器内的三维流场、采用ANSYS软件模拟结晶器内的三维温度场等。

5. 预期成果经过对板坯连铸机结晶器流场和温度场的有限元分析，本研究将得到以下预期成果：（1）结晶器内部的流场和温度场分布规律图；（2）不同结构和操作参数对流场和温度场的影响规律；（3）结晶器内不同部位的流动规律和温度特性分析和优化建议。

6. 研究进度和计划目前，本研究正在进行模型建立和初步模拟，预计在6个月内完成有限元分析计算和数据处理，整理成篇有关结晶器内的流场和温度场分析的研究论文。

具体研究计划如下：（1）第1-2个月：建立板坯连铸机结晶器的三维模型；（2）第3-4个月：采用FLUENT软件模拟结晶器内的三维流场；（3）第5-6个月：采用ANSYS软件模拟结晶器内的三维温度场，并对数据进行分析和处理；（4）第7个月：编写研究论文并进行修改、定稿及提交。

不锈钢板坯连铸非对称T型中间包和结晶器的数学
物理模拟的开题报告
1.研究背景
随着不锈钢的广泛应用，对不锈钢的品质和性能的要求也越来越高。

而不锈钢板坯的生产过程中，连铸技术起着至关重要的作用。

为了提高
不锈钢板坯的质量和生产效率，需要对不锈钢板坯连铸过程进行数学物
理模拟，以深入研究其动力学和热力学特性，分析影响不锈钢板坯品质
的各种因素，从而优化连铸工艺，提高产品质量。

2.研究目标
本研究的主要目标是开展不锈钢板坯连铸非对称T型中间包和结晶
器的数学物理模拟，以模拟不锈钢板坯生产过程中的温度场、流场、结
晶过程等动力学和热力学特性，分析其影响因素，建立相应的数学模型，并通过实验验证，为不锈钢板坯连铸过程的优化提供理论支持。

3.研究内容
本次研究的主要内容包括以下几个方面：
（1）对不锈钢板坯生产过程进行调研，了解相关知识、技术和设备。

（2）建立数学物理模型，包括温度场模型、流场模型、结晶过程模型等，以模拟不锈钢板坯连铸过程中的动力学和热力学特性。

（3）基于数学物理模型，进行数值模拟，并分析不锈钢板坯连铸过程中的各种影响因素，如结晶器形状、结晶器冷却水温度、T型中间包液面高度等。

（4）通过实验验证，对模拟结果进行检验，并对模型进行修正和完善。

4.研究意义
当前，不锈钢产品的市场需求增长迅速，对不锈钢板坯质量和生产效率的要求也越来越高。

本研究通过数学物理模拟，分析不锈钢板坯连铸过程中的动力学和热力学特性，研究其影响因素，构建相应的数学模型，并通过实验验证，为不锈钢板坯连铸过程的优化提供理论支持，具有重要的理论和实践意义。

数值模拟论文：连铸结晶器内的流场和液面波动的数值模拟【中文摘要】结晶器是连铸机中最关键的部件,它的性能对连铸机的生产能力和铸坯质量起着十分重要的作用,被称为连铸机的“心脏”。

结晶器内钢液的流动状态和液面波动直接影响连铸生产和铸坯质量。

铸坯大多数表面缺陷都源于结晶器。

同时,要提高连铸产量,就需要较高的拉坯速度,但拉坯速度提高会使结晶器内钢水流动和液面扰动变得剧烈,给铸坯质量带来新的问题。

因此,进行结晶器内钢液流场和液面波动的分析研究就显得尤为重要。

连铸结晶器内的钢液流动是一个在高温下极其复杂的物理过程,直接测量结晶器内的钢液流动难度很大。

利用数值模拟的方法对结晶器内的流场进行研究,定量的了解结晶器内钢液的流动状态和特征是一种行之有效的方法。

长期以来,由于自由表面的非稳态相界面处理的困难,一般结晶器内钢液的流动行为研究多简化为稳态处理,并且不考虑自由液面的波动,忽略了由于界面张力而引起的弯月面而常将弯月面设成光滑壁面或是对称面。

为了了解自由液面的液面行为,本人利用多相流VOF模型,将湍流模型与多相流模型耦合计算,为优化浇注工艺提供依据。

本文以断面为180mm×1280mm的结晶器为研究对象,运用FLUENT商业软件对结晶器内钢液流场和液面波动进行了三维...【英文摘要】Mold, as the most crucial part in the continuous casting machine and called the heart of it, plays an important role in improving the quantity and quality of the steel. Flowpattern and surface fluctuation of molten steel in the mold directly influence the continuous casting production and billet quality. Most of billet surface defects originate from the continuous casting mold. At the same time, the billet quality increases with a higher casting speed. But the higher speed makes flow field and surface fluc...【关键词】数值模拟自由液面拉速浸入式水口【英文关键词】numerical simulation surface fluctuation casting speed submerged entry【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】连铸结晶器内的流场和液面波动的数值模拟摘要5-6Abstract6引言9-10 1 文献综述10-25 1.1 连续铸钢技术的概况及发展历程10-14 1.1.1 国内连铸技术的发展11-12 1.1.2 国外连铸技术的发展12-13 1.1.3 新型连铸技术的开发13-14 1.2 结晶器的作用和结晶器的研究现状14-19 1.2.1 结晶器的作用14-15 1.2.2 结晶器流场的研究15-19 1.3 模拟方法19-21 1.3.1 物理模拟方法20 1.3.2 数学模拟方法20-21 1.4 连铸过程中数值模拟技术的应用及发展现状21-25 2 课题研究的意义和主要内容25-27 2.1 课题研究的意义25 2.2 课题研究的主要内容25-27 3 结晶器内钢液流动和液面波动原理分析27-34 3.1 钢液流动和液面波动的理论依据27-31 3.2 软件介绍31-32 3.3 运动界面的追踪：VOF 方法32-34 4 板坯结晶器流场和液面波动的数学模型34-39 4.1 基本方程34-35 4.2 模型参数35-37 4.3 结晶器内的基本假设37-38 4.4 结晶器内的边界条件38 4.5 结晶器内的求解方法38-39 5 模拟结果分析39-56 5.1 结晶器内流场的基本特征39-40 5.2 结晶器内钢液的液面波动40-44 5.2.1 结晶器内钢液的液面波动随时间的变化40-41 5.2.2 结晶器内钢液液面波动的三维图41-44 5.3 拉速对结晶器内钢液流场和液面波动的影响44-48 5.3.1 拉速对结晶器内流场的影响44-46 5.3.2 拉速对结晶器内钢液液面波动的影响46-47 5.3.3 拉速对结晶器内钢液液面速度的影响47 5.3.4 拉速对结晶器内钢液液面湍流动能的影响47-48 5.4 浸入式水口倾角对结晶器内流场和液面波动的影响48-51 5.4.1 浸入式水口倾角对结晶器内流场的影响48-49 5.4.2 浸入式水口倾角对结晶器内钢液液面波动的影响49-50 5.4.3 浸入式水口倾角对结晶器内钢液液面速度的影响50 5.4.4 浸入式水口倾角对结晶器内钢液液面湍流动能的影响50-51 5.5 浸入式水口浸入深度对结晶器内流场和液面波动的影响51-54 5.5.1 浸入式水口浸入深度对结晶器内流场的影响51-52 5.5.2 浸入式水口浸入深度对结晶器内钢液的液面波动的影响52-53 5.5.3 浸入式水口浸入深度对结晶器内钢液的液面速度的影响53 5.5.4 浸入式水口浸入深度对结晶器内钢液的液面速度湍流动能的影响53-54 5.6 综合因素的相互影响54-55 5.7 本章小结55-56 6 结论56-57参考文献57-63在学研究成果63-64致谢64。

重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模拟及应用研究的开题报告一、选题背景及研究意义随着钢铁制造工艺的不断更新与发展，连铸技术已经成为制造优质钢铁的重要手段之一。

在连铸过程中，结晶器起着至关重要的作用，它直接关系到钢坯的质量及产品性能。

因此，如何优化连铸结晶器的工艺参数，提高结晶器温度场的均匀性和结晶器内流场的稳定性，是当今钢铁行业需要解决的重要问题。

电磁搅拌技术是一种通过施加电磁力对流体进行搅拌的方法，可以显著改善熔体流动状态，使其温度分布均匀，同时消除流动中产生的气泡、夹杂物等缺陷，提高钢坯的质量。

因此，在连铸结晶器中应用电磁搅拌技术，可以有效改进结晶器内流场的稳定性与均匀性。

本研究拟采用数值模拟方法，研究重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌技术在结晶器内流场变化中的作用，分析电磁搅拌参数对结晶器温度分布的影响，探讨电磁搅拌技术在提高钢坯质量、优化结晶器工艺参数方面的应用前景。

二、研究内容1.建立重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模型2.对比分析结晶器内流场变化及温度分布的差异3.优化结晶器电磁搅拌工艺参数4.探究电磁搅拌技术在提高连铸钢坯质量中的应用三、研究方法和技术路线本研究采用数值模拟方法，建立重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模型；利用Fluent软件对结晶器内流场变化和温度分布进行数值模拟，并对不同电磁搅拌参数下的结晶器内流场和温度场进行对比分析；通过优化结晶器电磁搅拌工艺参数，提高连铸钢坯的质量，增加产量。

同时，通过理论分析，探究电磁搅拌技术在钢铁制造过程中的应用前景。

四、预期成果1.建立重钢方坯连铸结晶器电磁搅拌数值模型2.分析电磁搅拌参数对结晶器内温度分布和流场的影响3.探讨电磁搅拌技术在提高连铸钢坯质量的应用前景4.撰写1篇学术论文，撰写1份实验报告五、研究进度安排第1-2周：文献调研及相关技术知识学习第3-4周：建立数值模型、进行参数选择与网格划分第5-6周：对结晶器内流场和温度场进行数值模拟，并进行数据分析第7-8周：对比分析不同电磁搅拌参数下的结晶器内温度分布和流场的差异第9-10周：优化电磁搅拌工艺参数，并进行实验验证第11-12周：分析实验结果并进行讨论第13周：完成实验报告第14-15周：撰写学术论文六、预计存在的问题及解决方法可能存在的问题：数值模拟的结果与实验结果存在差异。

板坯结晶器钢液流动及液面波动行为的模拟研究的开题报告一、题目：板坯结晶器钢液流动及液面波动行为的模拟研究二、研究目的及意义：板坯结晶器是钢铁冶金生产中非常重要的设备之一，它对冶炼钢的品质和产量有着至关重要的影响。

研究板坯结晶器内钢液的流动规律及液面的波动情况，对于提高钢坯生产质量、降低生产成本和改进结晶器设计都具有重要的意义。

通过模拟分析板坯结晶器内钢液的流动规律，可以更加深入地理解其内部的物理过程，有助于找到合理的结晶器设计方案，提高钢坯生产效率，降低能耗；同时，对液面波动进行研究，可以从根本上消除波动对钢坯质量带来的负面影响。

三、拟采用的研究方法及步骤：研究方法：计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）数值模拟法步骤：1.钢液流动基本情况设定：模拟的物理场为三维不可压流体，计算区域为结晶器内部，在结晶器入口的钢液速度采用实测值进行设定。

2.建立计算模型：采用CAD软件进行建模，绘制结晶器的三维几何模型，并进行网格划分。

3.设定物理模型：包括物理场设定、边界条件、流体力学模型、液相相变模型等。

4.对模型进行预处理：对模型进行修剪、填充、光滑处理等操作，以及对网格进行划分、质量检查等处理。

5.进行数值模拟：利用CFD软件进行数值模拟计算，得到流场、压力、温度等参数图形、动态实时曲线，同时进行参数分析、对比等操作。

6.对计算结果进行后处理：对模拟结果进行数据处理，进行结果可视化、数据统计、图表绘制等操作。

7.模拟结果的分析和解释：对模拟结果进行结构性分析和解释，从物理现象上查找问题存在的原因，并提出相应的优化方案。

四、预期研究成果：1.通过数值模拟，得到结晶器内部的流动场、温度场分布图，了解钢液流动规律，分析影响钢坯生产的因素。

2.研究板坯结晶器液面的波动行为，探究波动对钢坯质量的影响机理。

3.提出具有实用性的结晶器设计方案，降低生产成本，提高钢坯生产效率。

板坯连铸凝固过程微观组织的模拟研究的开题报告一、研究背景板坯连铸技术是目前钢铁行业生产大量板材、带材等薄板产品的主要工艺方法之一，它具有高效、低能耗、资源利用率高等显著优势。

板坯连铸技术是利用连续铸造设备将钢液连续浇铸成板坯，然后再通过轧制工艺生产薄板材料。

板坯连铸是一套高度自动化、连续化的生产线，其中铸造过程是关键和基础，其品质直接影响到后续轧制工艺和薄板材的性能。

板坯连铸凝固过程中，高温钢液经浇注到冷却水冷却的铜模中，凝固过程涉及到传热、结晶、晶界形成等多种物理化学反应，瞬间生成的固体组织形态和结构特征对板坯质量、轧制工艺和薄板材的性能都产生重要影响。

精确地模拟板坯连铸凝固过程，研究其微观组织形态特征和分布规律，能够为优化铸造工艺和提高板坯质量提供重要参考依据。

二、研究目的和内容本研究旨在通过数值模拟方法，深入研究板坯连铸凝固过程中微观组织的形态和分布规律，分析结晶速度、过冷度、晶核密度等参数对板坯组织形成的影响，为优化铸造工艺和提高板坯质量提供实验数据和理论指导。

具体研究内容包括以下几个方面：1.建立板坯连铸凝固过程数值模拟模型。

2.根据钢液物性参数和铸造条件，设置不同的结晶速度、过冷度、晶核密度等参数，进行板坯凝固过程的数值模拟。

3.分析板坯凝固过程中显微组织的形态和分布规律。

4.通过模拟实验数据和实际生产数据对比，验证模型的可靠性和适用性。

5.总结分析板坯连铸凝固过程中的机理和规律，并提出优化铸造工艺的建议。

三、研究方法和技术路线本研究采用数值模拟方法，主要利用热力学平衡条件、传热方程、质量守恒方程、动量守恒方程等物理及数学方程描述钢液在板坯连铸过程中的凝固过程，进而对板坯连铸凝固过程中的微观组织形态和分布规律进行深入研究。

具体的技术路线如下：1.收集和整理相关文献，了解板坯连铸凝固过程的基本原理和现有研究成果。

2.建立板坯连铸凝固过程的数值模拟模型，并编写程序，实现物理方程的求解和组织形态的可视化展示。

连铸坯凝固传热过程的数值模拟的开题报告一、选题背景连铸钢坯凝固传热过程是冶金工业中重要的工艺过程，其决定着钢坯的质量和内部组织结构。

传统的工艺方式主要依靠经验参数控制，难以解释传热过程的物理机制，难以应对复杂的生产情况，需要通过数值模拟的方法来深入研究和分析连铸钢坯凝固传热过程，为生产优化和工艺改进提供科学依据。

二、选题意义钢坯的内部组织结构和物理性能直接影响着钢材的品质和市场竞争力。

通过数值模拟连铸钢坯的传热过程，可以深入研究钢坯的内部组织结构变化规律和物理性能变化规律，为方便工艺改进和优化提供科学依据。

同时，数值模拟方法还能够实时监测生产过程中的温度场变化和组织结构演变，便于更好地控制生产并提升生产效率。

三、研究目标本研究的主要目标是建立连铸钢坯凝固传热过程的数值模拟模型，包括建立钢液流动模型、凝固模型和温度场模型等，并进行数值模拟计算，以获取钢坯的内部组织结构和物理性能变化规律，最终实现高效、稳定、高质量的钢坯生产。

四、研究方法1.建立凝固传热模型：根据钢坯凝固传热过程的物理特性和数学模型，建立凝固传热模型，并进行验证。

2.建立钢液流动模型：建立钢液流动模型，预测钢液流动的速度和力学参数。

3.数值模拟计算：通过数值计算得到钢坯的温度场、组织结构演变规律、组织性能等重要参数。

4.实验验证：通过钢坯实验，对计算结果进行验证和对比，确定数值计算的准确性和可靠性。

五、预期成果1.建立连铸钢坯凝固传热模型，预测钢坯的凝固传热过程。

2.计算预测钢坯温度场和组织结构演变规律，为生产和工艺改进提供科学依据。

3.优化工艺参数，提高钢坯的成品率和质量。

4.提升生产效率，降低生产成本。

六、论文结构安排第一章：绪论1.选题背景和意义2.研究目标和方法3.预期成果4.论文整体结构第二章：钢液流动模型1.钢液的物理特性和数学模型2.孔隙流流场的建立和验证3.钢液流动场的计算和预测第三章：钢坯的凝固传热模型1.钢坯的凝固传热特性和数学模型2.传热方程的建立和计算3.温度场的预测和验证第四章：优化和改进1.数值计算结果的分析和比对2.工艺参数的优化和改进3.生产效果的验证和检测第五章：总结和展望1.研究结论总结2.存在问题和不足3.未来研究方向参考文献。

宽板坯连铸结晶器三维流场与温度场的数值模拟的开题报告一、选题背景和意义宽板坯连铸技术目前已在钢铁工业的生产中广泛应用。

连铸过程中，结晶器的性能直接影响铸坯的质量和表面质量。

因此，研究宽板坯连铸结晶器内部的流场与温度场，对提高宽板坯连铸的生产效率和质量具有重要的意义。

目前，结晶器内部流场与温度场的研究主要依赖于实验方法，但实验成本高、周期长，而且实验过程存在难以控制的因素。

因此，采用数值模拟方法，结合计算机技术，可以有效地研究结晶器内部流场与温度场。

二、研究内容和方法本文主要研究宽板坯连铸结晶器内部的流场与温度场，依据宽板坯连铸结晶器的结构特点，建立三维流场模型和温度场模型。

对结晶器内部的流动和传热过程进行模拟，得到流体运动状态和液相/固相相变过程的温度分布规律，并分析钢坯内部组织结构的变化。

本文计划采用计算流体力学（CFD）方法，结合有限元法（FEM）对宽板坯连铸结晶器内部的流场与温度场进行数值模拟。

具体操作分为以下几个步骤：1. 根据实际情况建立宽板坯连铸结晶器模型，并确定模拟的范围和边界条件。

2. 进行网格划分，将结晶器模型离散化，生成计算网格。

3. 根据有限元法和控制方程建立数学模型，并进行求解。

4. 根据计算结果分析流场和温度场内部的变化规律，展开数值仿真计算。

三、研究目标和预期成果1. 建立宽板坯连铸结晶器的三维流场和温度场数学模型。

2. 对结晶器内部的流动和传热过程进行数值模拟，得到流体运动状态和液相/固相相变过程的温度分布规律，并分析钢坯内部组织结构的变化。

3. 在数值模拟的基础上，对结晶器内部的结构参数和工艺参数进行优化和分析，提高铸坯的质量和表面质量。

预期成果：基于数值模拟技术对宽板坯连铸结晶器结构参数和工艺参数进行优化和分析，提高铸坯的品质和表面质量。

四、工作计划和进度安排本研究计划分为以下四个阶段：1. 研究阶段一（前期准备阶段）、制定计划和开题报告、收集文献资料，2022年9月-11月完成。

毕业设计目录摘要············································································································································· - 2 - 英文摘要····································································································································· - 3 - 第一章绪论 ······························································································································· - 4 -1.1结晶器··························································································································· - 4 -1.2结晶器内钢液的流动··································································································· - 4 -1.3结晶器流场的模拟方法······························································································· - 4 -1.4本课题的研究意义、研究内容·················································································· - 5 -1.4.1课题意义············································································································ - 5 -1.4.2本文的主要工作································································································· - 5 - 第二章文献综述······················································································································· - 6 -2.1连铸过程概述··············································································································· - 6 -2.2数值模拟研究现状······································································································· - 6 - 第三章结晶器内流场数学模型的建立··················································································· - 9 -3.1模拟条件······················································································································· - 9 -3.2控制方程······················································································································· - 9 -3.3边界条件的确定··········································································································· - 9 - 第四章模拟计算方法··············································································································- 11 -4.1 GAMBIT ······················································································································- 11 -4.2 FLUENT·······················································································································- 11 -4.3前处理·························································································································- 11 -4.4 求解·····························································································································- 11 -4.5后处理··························································································································- 11 - 第五章计算结果和分析··········································································································- 12 -5.1结晶器内流场基本特征····························································································· - 12 -5.2水口倾角对流场的影响···························································································· - 12 -5.3水口插入深度对流场的影响···················································································· - 13 -5.4拉坯速度对流场的影响···························································································· - 14 - 第六章结论······························································································································- 15 - 参考文献····································································································································- 16 - 致谢············································································································································- 17 -- 1 -李佳：板坯连铸机结晶器流场数值模拟及结果分析板坯连铸机结晶器流场数值模拟及结果分析摘要连铸结晶器过程钢水流动与生产工艺顺序和铸坯质量有密切关系，它不仅涉及到夹杂物分离去除效果和防止保护渣卷入，而且对初生凝固坯壳发育和避免漏钢事故发生具有显著影响。

基于实测的板坯连铸结晶器传热反问题研究的开题
报告
一、研究背景和目的
板坯连铸过程中，结晶器是传热的关键部件。

结晶器内熔体的非均匀对流，尤其是在结晶前的凝固壳触及后，熔体流动的涡流、边界层等对结晶器传热的影响非常重要。

本课题的目的是通过实测结果，研究板坯连铸结晶器内部的传热反应，为优化结晶器性能提供理论依据。

二、国内外研究现状
板坯连铸结晶器的传热问题一直是研究的热点，国内外学者在此领域进行了大量的研究。

传统的方法是基于理论计算，但理论计算的结果距离真实情况还有一定的差距，在保证条件下得出可靠的结果也很难。

最近，一些国内外研究人员利用数字化技术，结合实测数据进行数值模拟，增加了计算的精度。

然而，这种方法仍然不能解决所有问题，需要更多的实测数据进行验证。

三、研究方法和步骤
本课题的研究方法主要是通过实测数据分析，发现结晶器传热中存在的问题，并寻找解决问题的方法。

具体步骤如下：
1.建立结晶器的物理模型
2.设计实验方案，采集实测数据
3.利用实测数据进行数值模拟
4.分析模拟结果，发现问题
5.提出解决问题的方案
四、研究意义和创新点
本课题的研究有着非常重要的实践意义，可以为板坯连铸生产提供理论依据和实际操作指导。

其创新点主要在于：通过实测数据对板坯连铸结晶器传热问题进行了深入的研究，并提出了解决问题的方案。

这为优化结晶器性能，提高板坯连铸产量和质量，提供了有力的科学支撑。

宽板坯连铸结晶器内钢水流动的数值模拟
陈阳;张炯明;韩丽辉
【期刊名称】《钢铁研究》
【年(卷),期】2008(36)3
【摘要】以150mm×1600～3250mm宽板坯连铸结晶器为研究对象，利用大型商业软件ANSYS CFX10．0建立了1个三维有限体积模型，对结晶器内钢液的流动进行数值模拟。

研究了拉速、浸入深度、水口倾角、断面宽度等工艺参数对结晶器内流场和窄面冲击压力的影响。

结果表明：随着拉速的增大，表面流速和钢液对窄面的冲击压力都显著增加，采用较大的水口倾角和浸入深度，可以抑制液面波动，减少卷渣。

【总页数】4页(P10-13)
【关键词】宽板坯连铸;结晶器;流场;数值模拟
【作者】陈阳;张炯明;韩丽辉
【作者单位】北京科技大学冶金与生态工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TF777.1
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新华
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5.中薄板坯连铸结晶器内钢水流场的数值模拟 [J], 李广海;陈通;赵连刚
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