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电磁分离铝合金夹杂物及其数值模拟

电磁分离铝合金夹杂物及其数值模拟

作者：陶应龙武汉理工大学

学位级别：硕士

铝合金材料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、耐疲劳等优异性能，在航天航空、机械制造、IT业等领域得到了越来越广泛的应用。然而，铝合金材料中的金属夹杂物和非金属夹杂物等缺陷，严重影响材料质量和使用安全。传统的过滤净化技术虽然能... 详细信息

铝合金材料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、耐疲劳等优异性能，在航天航空、机械制造、IT业等领域得到了越来越广泛的应用。然而，铝合金材料中的金属夹杂物和非金属夹杂物等缺陷，严重影响材料质量和使用安全。传统的过滤净化技术虽然能有效地清除微米级大小的夹杂物，但存在过滤效率随时间下降的问题。电磁净化方法，可以从根本上克服上述方法的不足。电磁净化方法的基本原理是液态金属中杂质颗粒的电导率与金属液的电导率不同，夹杂颗粒在电磁场中受到电磁力的作用而产生定向迁移，与金属液分离，从而达到金属净化的目的。本文在实验研究基础上，对影响电磁净化效果的工艺参数进行了分析，为提高电磁净化效率提供理论依据。本文在电磁流体力学基本理论的基础上，运用积分方程法建立了分离器气隙的电磁场数学模型。对磁场的分布情况进行了模拟计算，并对计算结果进行了分析讨论，实验结果表明计算结果与实际测量结果基本一致。气隙中磁场分布是稳恒的，可以用来分离铝熔体中的夹杂颗粒。实验表明：熔体温度显著影响电磁净化效果。当熔体温度过低时，粘度大，流动性差，不易于杂质颗粒流动分离;当熔体温度过高时，熔体的导电率降低，杂质颗粒受到的电磁力或电磁挤压力减小，分离效果则下降。增大磁场强度能够有效地提高铝熔体的净化效率。但过分增大磁场强度可能导致涡流的产生，分离的杂质颗粒又重新进入熔体，从而降低净化效率。通过增大外加直流电流和延长保温静置时间，可以提高电磁净化效率。实验结果表明，杂质粒径越大，其所受到的电磁力或电磁挤压力就越大，迁移速度也越大，也就越易于从铝熔体中分离出来。

关键词：铝合金电磁净化磁感应强度数值模拟

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不同水温下的中子输运等效质量热运动模型

强激光与粒子束 2012年第8期24卷 1985-1989页

作者：朱金辉卓俊陶应龙韦源黄流兴西北核技术研究所西安710024

为了解决蒙特卡罗模拟S(α,β)模型只能求解特定温度条件下中子输运问题的局限性,建立了中子在不同温度液态水中输运的等效质量热运动模型。在分析自由气体热运动模型的基础上,采用不同的等效质量对中子与水中氢原子的弹性散射模拟过程... 详细信息

为了解决蒙特卡罗模拟S(α,β)模型只能求解特定温度条件下中子输运问题的局限性,建立了中子在不同温度液态水中输运的等效质量热运动模型。在分析自由气体热运动模型的基础上,采用不同的等效质量对中子与水中氢原子的弹性散射模拟过程进行改进,对中子穿过水层后的流量进行模拟计算,通过与S(α,β)模型的计算结果的比较,得到了5个不同的温度点水中氢原子的最佳等效质量。根据5个不同温度点的数据拟合给出了最佳等效质量和温度的函数关系。采用该模型计算得到的中子在不同温度条件下水中输运参数与S(α,β)模型相符。等效质量热运动模型突破了S(α,β)模型只能计算有限温度点的局限性,能有效处理300～800 K任意温度水中的中子输运问题。

关键词：蒙特卡罗模拟中子输运等效质量热运动模型氢原子

渗硼后的热处理工艺对50CrNiMo钢力学性能的影响

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热加工工艺 2003年第4期32卷 9-10页

作者：程晓敏陶应龙李娜武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070

研究了5CrNiMo钢渗硼后的热处理工艺规范对钢的组织和性能的影响。结果表明,渗硼后常温淬火组织以针状马氏体为主,高温淬火组织以板条马氏体为主;渗硼后进行高温淬火回火能够显著提高冲击韧度;随淬火温度提高,耐磨性略有下降。

关键词： 5CrNiMo钢渗硼热处理力学性能

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奥氏体氮碳共渗层的相组成与氮浓度分布

金属热处理 2003年第7期28卷 28-31页

作者：程晓敏陶应龙吴兴文武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070

采用氨气和甲醇进行了奥氏体氮碳共渗试验 ,研究了渗层的相组成、相的微观形态、渗层氮浓度分布及硬度分布。结果表明 ,渗层主要由ε、γ′、A(奥氏体 )和Fe3O4 组成 ,另有少量α和Fe3C ;ε为柱状晶 ,γ′为颗粒状 ,A为等轴晶粒 ,α和F... 详细信息

采用氨气和甲醇进行了奥氏体氮碳共渗试验 ,研究了渗层的相组成、相的微观形态、渗层氮浓度分布及硬度分布。结果表明 ,渗层主要由ε、γ′、A(奥氏体 )和Fe3O4 组成 ,另有少量α和Fe3C ;ε为柱状晶 ,γ′为颗粒状 ,A为等轴晶粒 ,α和Fe3C呈孤岛状 ,Fe3O4 存在于表面疏松中 ;化合物层氮浓度分布比较平缓 ,奥氏体含有较高氮浓度 ,因而具有较高硬度 ;

关键词：奥氏体氮碳共渗显微组织氮分布

18Cr2Ni4WA钢渗碳层质量的综合控制模型

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热加工工艺 2003年第6期32卷 7-8页

作者：程晓敏吴兴文陶应龙武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070

研究了 18Cr2 Ni4 WA钢在不同工艺下渗碳时渗碳层中碳的分布规律 ,建立了渗碳层深度和表面碳浓度分布的数学模型 ,为渗碳工艺参数的优化设计、渗碳层深度和表层碳浓度分布的精确控制提供了理论依据。

关键词：渗碳渗碳层质量 18Cr2Ni4WA钢控制模型

基于AKEBONO哨声波参数的内辐射带高能电子扩散模拟

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计算物理 2017年第3期34卷 335-344页

作者：罗旭东牛胜利左应红陶应龙西北核技术研究所西安710024

为能准确地模拟内辐射带中哨声波对高能电子扩散损失的影响,基于内辐射带AKEBONO哨声波参数统计模型,及随纬度分布的背景冷等离子体密度模型,对引起电子扩散损失的大气分子,空间等离子体嘶声、闪电激发的哨声、人工激发的甚低频三类哨声... 详细信息

为能准确地模拟内辐射带中哨声波对高能电子扩散损失的影响,基于内辐射带AKEBONO哨声波参数统计模型,及随纬度分布的背景冷等离子体密度模型,对引起电子扩散损失的大气分子,空间等离子体嘶声、闪电激发的哨声、人工激发的甚低频三类哨声波,利用准线性扩散理论,计算1.4≤L≤2.0区域的不同能量电子,受到库仑碰撞和波粒回旋共振相互作用的弹跳周期平均赤道投掷角扩散系数,分析不同作用机制、不同类哨声波、不同能量、不同磁壳参数等对辐射带高能电子扩散损失的影响.结果表明:在赤道面损失锥角附近,高能电子主要受到库仑碰撞作用而扩散;在赤道投掷角接近90°附近区域,等离子体嘶声和闪电激发的哨声是引起扩散的主要因素;内辐射带电子主要受到甚低频电磁波波粒回旋共振扩散影响;扩散系数对高能电子能量及其所处磁壳参数比较敏感,通常,高能电子的能量或所处磁壳参数越大,扩散系数越大.

关键词： AKEBONO模型哨声波扩散系数波粒回旋共振

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非均匀大气中γ射线输运的蒙特卡罗模拟方法

计算物理 2010年第5期27卷 740-744页

作者：陶应龙朱金辉王建国牛胜利范如玉清华大学工程物理系北京100084 西北核技术研究所陕西西安710024

γ射线在高空大气中的输运问题常采用蒙特卡罗方法进行模拟,但由于大气是非均匀连续介质,通常需要根据高度上的密度变化将大气进行分层处理.高空大气密度变化非常剧烈,精细的分层会带来很大的计算量.针对非均匀连续介质中的粒子输运问题... 详细信息

γ射线在高空大气中的输运问题常采用蒙特卡罗方法进行模拟,但由于大气是非均匀连续介质,通常需要根据高度上的密度变化将大气进行分层处理.高空大气密度变化非常剧烈,精细的分层会带来很大的计算量.针对非均匀连续介质中的粒子输运问题,利用质量距离抽样方法代替传统的步长抽样方法,提出一种可直接模拟粒子在非均匀连续介质中输运的蒙特卡罗方法,实现γ射线在非均匀大气中输运的蒙特卡罗模拟,并与MCNP程序的计算结果进行比较,结果符合较好.

关键词： γ射线非均匀大气粒子输运蒙特卡罗方法