FEM-SPH耦合算法模拟铝液粒化的动态过程

作     者：徐啸雄 苍大强 刘晓明 李宇 宗燕兵 XU Xiao-xiong;CANG Da-qiang;LIU Xiao-ming;LI Yu;ZONG Yan-bing

作者机构：北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 

出 版 物：《材料科学与工艺》 (Materials Science and Technology)

年 卷 期：2013年第21卷第5期

页      面：1-7页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080601[工学-冶金物理化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51034008 51004012) 中国博士后科学基金项目(20100480202) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(FRF-TP-12-026A) 

主　　题：铝液粒化 SPH FEM 接触算法 数值模拟 

摘      要：针对传统基于网格方法不能有效模拟大变形问题的现状，本文引入SPH（Smoothed Particle Hydrodynamic）方法模拟液态钢渣（文中简称液渣）与粒化轮的碰撞过程．因液渣物性参数尚不完善，故以铝液代替并使用SPH方法建模，粒化轮则用FEM（Finite Element Method）建模，并通过接触算法实现***的耦合，研究了粒化轮转速、铝液的流速等因素对碰撞过程铝液液滴体积大小的影响．模拟结果表明：当SPH粒子承载质量为2．04×10-4ks时，粒化轮转速达到900rad／min；粒化前铝液流速为1m／s时粒化效果较好且体积多分布在1330～1930mm3；碰撞后粒子运动速度多集中在5～25m／s．