冶金過程數值模擬分析技術的套用

《冶金過程數值模擬分析技術的套用》是2006年由冶金工業出版社出版的書籍。本書介紹了計算流體力學基礎、流體的物理性質、 密度、壓縮性、黏性等。

基本介紹

• 書名：冶金過程數值模擬分析技術的套用
• ISBN：7502440771
• 出版社：冶金工業;第1版
• 出版時間：2006年1月1日
• 裝幀：平裝
• 開本：0開

內容簡介

本書分上、下兩篇。上篇介紹計算流體力學基礎理論和工程軟體的使用，包括計算流體力學基礎、數值計算方法和程式設計、冶金過程實驗研究和CFD通用工程軟體的套用等內容；下篇為數值模擬技術在冶金過程分析中的套用實例, 主要包括對吹氬鋼包內的流動與混合過程、連鑄和中間包內的流動過程、幾種熱工裝置內的流動和換熱過程、高溫低氧空氣燃燒過程以及冶金反應器內一些單元過程和現象等的數值模擬分析。

目錄

上篇：計算流體力學的基礎和方法

1 緒論

1.1 現代冶金工藝流程及研究方法的發展

1.2 冶金中流體流動現象

1.3 冶金過程分析中計算流體力學研究方法的發展

參考文獻

2 計算流體力學基礎

2.1 流體的物理性質

2.1.1 密度

2.1.2 壓縮性

2.1.3 黏性

2.1.4 導熱性和導熱係數

2.1.5 擴散性與擴散係數

2.1.6 表面張力

2.2 基本物理定律

2.2.1 質量守恆定律

2.2.2牛頓第二運動定律

2.2.3 熱力學第一定律

2.3 流體運動的基本方程

2.3.1 Navier-Stokes方程

2.3.2 流函式方程和渦量方程

2.3.3 壓強泊松方程

2.3.4 歐拉方程

2.4 流體流動控制方程

參考文獻

3 數值計算方法和計算程式設計

3.1 數學模型的建立方法

3.1.1 準備

3.1.2 數學模化

3.2 冶金過程傳輸現象的數學描述

3.2.1 湍流流動的數學描述

3.2.2 湍流模型

3.2.3 壁面函式

3.3 描述冶金傳輸過程的基本方程

3.4 基本方程的離散化方法

3.4.1 基本方程的類型

3.4.2 空間領域的離散化方法

3.4.3 有限差分離散方程的建立方法

3.5 流場的計算方法

3.5.1 流場計算的困難和方法

3.5.2 交錯格線

3.5.3 二維柱坐標系下基本方程的離散化

3.5.4 SIMPLE和SIMPLER算法

3.6 邊界條件

3.6.1 熔池表面

3.6.2 固體壁面

3.6.3 對稱面

3.6.4 兩相區域

3.7 流場計算程式設計

3.7.1 計算程式框圖

3.7.2 計算程式中的變數及符號說明

3.7.3 計算鋼包中心底吹氬二維流場主程式

3.7.4 計算格線生成子程式

3.7.5 計算有效黏度子程式

3.7.6 賦常數和初值子程式

3.7.7 動量方程(u分量)計運算元程式

3.7.8 動量方程(v分量)計運算元程式

3.7.9 速度校正子程式

3.7.10 計算ε方程子程式

3.7.11 計算κ方程子程式

3.7.12 計算ε和κ方程係數的子程式

3.7.13 計算對流擴散項係數(乘方格式)的子程式

3.7.14 壓力校正方程子程式

3.7.15 計算壓力方程的子程式

3.7.16 計算壓力和壓力校正方程係數的子程式

3.7.17 計算區域氣體分率和流體密度的子程式

3.7.18輸出結果處理子程式

參考文獻

4 冶金過程的實驗研究

4.1 概述

4.2 實物內的直接測定

4.3 物理模擬

4.4 冶金中單元過程和現象的研究

4.4.1 金屬熔池中浸入式側吹射流的研究

4.4.2 噴吹鋼包中流體流動和混合現象的研究

4.4.3 噴吹鋼包中渣鋼界面卷混現象的研究

4.4.4 中間包非等溫流動的研究

參考文獻

5 CFD工程軟體簡介及套用

5.1 概述

5.1.1 cFD與其他過程模擬工具的關係

5.1.2 cFD工程套用的發展

5.2 CFD商業軟體介紹

5.2.1 CFD通用商業軟體的主要特點

5.2.2 CFD通用商業軟體簡介

5.2.3 CFD商業軟體的求解過程

5.2.4 CFD的套用技巧

5.3 幾何造型與拓撲結構

5.3.1 幾何模型簡介

5.3.2 坐標體系與有限差分格線

5.3.3 多塊數據結構

5.3.4 多塊結構

5.3.5 貼體坐標

5.4 幾何

5.4.1 坐標變換

5.4.2 格線結構

5.4.3 非相配的格線界面

5.4.4 梯度離散

5.5 CFD工程軟體的商業套用圖例

參考文獻

下篇：數值模擬分析方法的套用

6 吹氬鋼包內鋼液循環流動和混合過程的數值計算

6.1 吹氣攪拌熔池內軸對稱循環流速度場的計算(Ⅰ)——流場的物理模型及數模邊界條件的確定

6.2 吹氣攪拌熔池內軸對稱循環流速度場的計算(Ⅱ)——數學模型及其套用

6.3 吹氬鋼包內三維流動和混合現象的數值模擬

6.4 冶金反應器內三維流動模擬計算軟體及套用

6.5 柱坐標系下圓筒形反應器內三維湍流流動的數值模擬

6.6 ANS-0B鋼包內鋼液流動現象的數學物理模擬

6.7 CAS-OB過程熔池傳熱規律的模擬研究

7 連鑄及中間包內冶金過程的數學模型分析

7.1 耦合流動和凝固過程連鑄結晶器內數學模型的建立

7.2 板坯連鑄結晶器內鋼液流動過程的模擬仿真

7.3 連鑄中間包內三維流動的數學模擬

7.4 中問包內鋼液流動、溫度控制和夾雜物行為的數學模擬

7.5 鋼液密度對板坯中問包流場影響的數學模型

7.6 連鑄中間包內鋼液流動的數學模型

7.7 CFD技術在分析連鑄中間包中冶金過程的套用

7.8 梅鋼40t板坯中間包的工業試驗與仿真分析

7.9 底吹氣連鑄中間包內氣液兩相流的數值模擬

8 幾種熱工裝置及過程的數學模擬分析

8.1 轉爐型熔融還原反應器內二次燃燒現象物理和數學模型研究

8.2 U型蓄熱式輻射管表面溫度分布數值模擬研究

8.3 鍋爐煙氣走廊三維流動特性數值計算

8.4 離心通風機內部流場三維瞬態計算

8.5 雙級旋風分離器特性的計算機預報

9 高溫低氧空氣燃燒過程的數值模擬

9.1 高溫空氣燃燒及換向過程中火焰結構和爐內燃燒產物流動狀態的數值模擬

9.2 蜂窩陶瓷蓄熱體格孔壁面應力變化特性的數值研究

9.3 蓄熱式加熱爐內流體流動、燃燒與傳熱的數值模擬

9.4 蓄熱式鋼包烘烤器鋼包內襯溫度分布數值分析

9.5 蓄熱式鋼包烘烤過程中鋼包內高溫低氧特性數值模擬

10 冶金單元過程和現象的數值模擬

10.1 迴轉窯過程的數學模型及套用

10.2 鋼液中餵入鋁線升溫熔化過程的數學模擬

lO.3 熔渣中加入鉻礦球團初期熔融現象的研究

10.4 氣粉流噴吹熔池的通用數學模型

10.5 熔池浸入式側吹下氣液兩相流流動狀態的三維數值計算