基于FLUENT的鑄件充型凝固過程數(shù)值模擬.pdf

1、鑄造是機械領域重要的基礎工藝與技術,被廣泛應用于生產(chǎn)、交通、國防、社會生活等各個方面。時至今日,作為傳統(tǒng)工藝的鑄造技術被人們在精密性、可靠性、經(jīng)濟、環(huán)保等方面提出了更高的要求。伴隨計算機技術、有限元理論、數(shù)值計算方法、圖像處理技術及計算流體力學等學科的不斷進步,鑄造過程的數(shù)值模擬技術也得到了快速發(fā)展,已成為一種能夠被應用于科學研究并指導生產(chǎn)實踐的成熟計算機模擬技術。
　　 在鑄造過程數(shù)值模擬領域,絕大多數(shù)的研究都是將充型及凝固過

2、程分開計算,并且大部分是通過專業(yè)鑄造數(shù)值模擬軟件實現(xiàn)。這使得模擬過程不能完整描述實際生產(chǎn)過程,從而降低了計算結果的精確性及可靠性,沒有工程實用價值。同時大部分專業(yè)鑄造軟件價格昂貴,不能被普遍應用于各個高校及研究機構,從而對鑄造數(shù)值模擬研究的廣泛開展帶來一定的限制。
　　 本文以有限元理論為基礎,利用大型通用數(shù)值模擬軟件ANSYS中的FLUNET模塊,對三維槽體模型在不同澆注速度下的鑄造充型過程中金屬液的流動狀態(tài)、溫度場的分布進行

3、了數(shù)值模擬。觀察了在模擬充型過程中金屬液自由表面的波動情況,得到了充型結束時溫度的分布數(shù)據(jù),為進一步的鑄造凝固過程數(shù)值模擬提供了準確的初始條件。
　　 基于相同分析方法,借助FLUENT軟件對兩帶有曲面的復雜三維模型鑄造充型過程進行了驗證性模擬,觀察了自由表面及溫度的變化過程,證明了利用FLUENT進行三維鑄造模擬的可行性。
　　 本文以三維槽體模型的充型模擬為前提,基于“溫度均勻,瞬間充型”和充型結束狀態(tài)為凝固過程的初