计算流体力学在炼钢中的应用和发展

介绍了计算流体力学应用到炼钢过程中所面临的边界条件和材料物性数据等问题．并着重评述了钢包精炼和连铸结晶器过程中流动及相关现象研究概况,指出炼钢过程中数值模拟的目标不是获得描述某给定过程的精确数值,而是获取过程知识,特别是获取实验无法得到的信息．数值模拟不能代替实验,相反是扩大实验的内容．将来的炼钢过程数值模拟工作将面临更复杂的三维、时间相关的多相反应系统或气金渣等自由表面问题的挑战．      

一类奇异非线性边界值问题正解的存在性和非唯一性

本文研究了一类奇异非线性边界值问题ｇ^ｐ（ｘ）ｇ″（ｘ）＋ｈ（ｘ）＝０，－ｋ＜ｘ＜１，ｇ′（－ｋ）＝Ｃ，ｇ（１）＝０，ｋ＞０正解的存在性和非唯一性．问题起源于幂律流体理论中著名的边界层方程．     

强磁场对Al-Si合金凝固组织中硅分布的影响

为了揭示强磁场对金属凝固组织的影响规律，本文研究了Al-14.98%Si(质量分数)和Al-9.2%Si(质量分数)合金在强磁场作用下凝固组织的变化趋势，分析了强磁场对合金凝固组织中Si分布的影响.研究发现，均恒磁场和梯度磁场分别通过洛伦兹力和磁化力的作用对合金的凝固组织产生影响，强磁场可以显著改变初晶硅在合金中的分布状况.在均恒磁场作用条件下初晶硅在合金中均匀分布；在梯度磁场条件下，由于磁化力和浮力的共同作用，初晶硅在试样的上部或下部聚集.同时，磁化力也改变了共晶体在合金中的组织形态，使试样上部和下部共晶体的层片间距明显不同.理论和实验分析表明，Al-Si合金在强磁场中凝固时，磁场能作用于凝固过程，使共晶体中的Al含量增大，共晶点向左偏移. 关键词： 强磁场 凝固过程 共晶组织 Al-Si合金     

强磁场条件下Mn-Sb梯度复合材料的制备

研究了Mn-898wt%Sb合金在无磁场以及磁场为B=88 T、不同强度的磁场梯度作用下的凝固组织变化,并分析了上述不同强磁场条件对合金凝固组织影响的作用机理.研究表明,在较大梯度磁场作用时,试样中出现了初生MnSb相与Sb相以及共晶组织共存的现象,而且初生MnSb相与Sb相产生了明显的分层现象.此外,磁场梯度作用下初生MnSb相和Sb相的含量随着磁场梯度的增大而增加.论文对初生MnSb相和Sb相的分离机理进行了探讨,发现在梯度磁场作用下,熔融金属中不同磁化率的合金组元团簇受力不同,造成 关键词： 强磁场 Mn-Sb合金 磁化力 梯度功能材料     

Coalescence of heteroclusters Au767 and Ag767: a molecular-dynamics study

This paper studies the coalescence of heteroclusters Au767 and Ag767 by using molecular dynamics with the embedded atom method, where layer atomic energy is employed to describe the potential energy variation of per atom in different layers along radial direction. The results show that the coalescence is driven by releasing the atomic energy of the coalesced zone. The deformation, which is induced by substitutional and vacancy diffusion during the coalescence, makes the coalesced cluster disorder. If the summation of the thermal energy and the released atomic energy is large enough to keep the disorder state, the clusters form a metastable liquid droplet; otherwise, the clusters coalesce into a solid cluster when the coalesced cluster reaches the equilibrium state, and the coalesced cluster experiences liquid to solid ordering changes during the coalescence of a solid Au767 with a liquid Ag767 and a liquid Au767 with a liquid Ag767. The centre of figure of the cluster system is shifted during the coalescence process, and higher coalescence temperature causes larger shift degree.     

初始温度和冷却速率对金属团簇凝固行为的影响

用分子动力学结合嵌入原子势研究了含有531个原子的Co₅₃₁, Cu₅₃₁和Ni₅₃₁团簇从不同初始温度以不同冷却速率凝固到200 K时的凝固行为. 结果表明初始温度和冷却速率对团簇的凝固点有很大影响. 初始温度越高, 冷却速率越小, 团簇的凝固点越高. 凝固条件的改变会对三种团簇的凝固结构产生不同的影响. Cu₅₃₁和Ni₅₃₁团簇尽管在不同条件下的凝固点不同, 但凝固结构都是二十面体. 而Co 关键词： 金属团簇 凝固 分子动力学模拟     

应用有限元和边界元法计算方坯软接触结晶器的电磁场

给出了用有限元和边界元相结合的方法计算方坯软接触结晶器内钢液电磁场分布的全过程,并对4面体单元基础上的Whitney边元素,H-Φ方程及边界积分方程的离散方法作了重点解释.采用有限元和边界元相结合的方法来计算电磁场的分布可以大大减少计算工作量和计算时间.自行开发了三维电磁场计算程序,将数值模拟结果与物理实际进行了比较.     

强磁场对Mn-Sb包晶合金相变及凝固组织的影响

以Mn-56.5 wt%Sb包晶合金为研究对象, 进行了不同磁场、不同冷速条件下的凝固实验. 通过对液相线温度、包晶温度的考察, 发现强磁场可以提高Mn-56.5 wt%Sb合金的液相线温度, 且该上升值随磁感应强度的增加而增加, 当所施加的磁感应强度为11.5 T时, 液相线温度升高大约3 ℃, 但施加磁场后包晶反应温度没有明显改变. 对该合金的凝固组织进行定量金相分析发现, 施加磁场后MnSb相明显减少, 该结果与磁场对相变温度的影响相一致. 另外通过X射线衍射分析发现, 强磁场诱发包晶反应生成相MnSb的c轴垂直于磁场方向取向, 而Mn₂Sb相的(311)面平行于磁场方向取向. 对不同冷速凝固的Mn-56.5 wt%Sb合金组织进行定量金相分析结果显示, 强磁场对合金凝固过程的作用效果受到冷却速度的影响. 随着冷却速度的增加, 强磁场对该合金凝固组织中MnSb相的相对含量变化影响效果减弱. 关键词： 强磁场 包晶合金 凝固 相变温度     

An Approximately Analytical Solution for the Marangoni Convection in an In-Ga-Sb System

We present a similarity analysis for the Marangoni convection in a rectangular open boat. Furthermore, an efficient analytical decomposition and a numerical technique are provided. The approximately analytical solution may be represented in terms of a rapid convergent power series with elegantly computable terms. The results are compared with the numerical ones in the literature and the associated transfer behaviour is analysed.