电磁铸造中的磁场分布

依据磁场和电磁压力的测量与计算结果，分析感应器结构、电流和屏蔽位置等对电磁场分布的影响；以半悬浮金属液柱的成型与稳定为准则，优化感应器结构，确定最佳控制参数，并分析了感应器内磁感应强度的衰减规律．结果表明：斜边感应器以倾角４５°为最佳；最佳感应器电流为４４００～４８００Ａ；最佳屏蔽位置上△ｈ＝１２．５～１８．５ｍｍ；感应器内磁感应强度呈指数规律衰减．     

铝合金空心管坯电磁铸造中磁场分布的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了铝合金空心管坯电磁铸造中磁场的分布规律·建立了包括水冷芯、外结晶器、铸锭及内/外两个线圈的二维轴对称有限元模型·通过求解磁矢势微分方程,确定了磁感应强度在空间的分布·计算结果表明:铸造过程中内外线圈相互作用,外线圈电流约为内线圈的一半时,磁感应强度分布比较均匀;线圈电流频率和相位是空心管坯电磁铸造中重要的工艺参数,适当增加频率,管的内表面侧磁感应强度明显增强;相位影响磁感应强度梯度的大小和方向·     

电磁铸造中的磁场分布

用自制线圈探头测定了电磁铸造单锭和双锭系统冷态模型的磁场分布规律，并用互感耦合模型对磁场进行了数值计算。实验和计算结果表明：互感耦合模型是合理的，是理论分析磁场的１种有效方法。磁场除角部因叠加效应较高，在铸锭其他区域分布均匀。对于双锭系统，当两锭间的距离大于１５ｃｍ时，两锭间的相互影响可以忽略。     

铝薄板电磁铸造工艺参数的数值优化

通过对铝薄板电磁铸造过程中温度场的数值模拟研究了逆流导热距离、冷却水量、浇注温度和液柱高度等对铸造速度的影响。结果表明：（１）浇注温度和液柱高度影响不大;（２）本工艺条件下,逆流导热距离每增加５ｍｍ,稳态铸速降低０．５ｍｍ／ｓ;（３）冷却水量增加一倍,稳态铸速提高０．２ｍｍ／ｓ。计算所得的铸速曲线适合于电磁铸造的实时控制,为进一步优化铸造工艺奠定了良好的基础。     

电磁软接触结晶器内钢液面高度对磁场分布的影响

利用有限元软件ANSYS对软接触电磁连铸结晶器内磁场进行三维数值模拟,分析了结晶器内钢液面高度对磁场及电磁力分布的影响.结果表明:钢液使得磁感应强度集中在钢液的侧表面;当钢液面低于线圈上沿时,钢液中磁感应强度的最大值出现在钢液上表面附近,并沿拉坯方向逐渐递减;当钢液面高于线圈上沿时,随着钢液面的升高磁感应强度的最大值向线圈中部移动;钢液侧表面所受电磁力的分布趋势与磁感应强度的分布趋势基本一致.     

电磁铸造系统稳定性的数值分析

采用互感耦合模型对电磁铸造中的液柱高度和弯液面形状进行了数值计算。分析了液柱高度和弯液面形状对系统稳定性的影响。考察了电压和频率对系统电流的影响规律。计算结果表明,在其他工艺条件不变时,只要电压或频率的变化量小于±2％,系统是稳定的。     

三维电磁响应积分方程法数值模拟

从电磁基本理论出发,深入研究了均匀导电半空间频域三维电磁散射问题,由张量格林函数求解Ｆｒｅｄｈｏｌｍ方程,将异常体划分为一系列立方单元,并将该积分方程转化为矩阵方程,从而计算出空间任意点的电场和磁场;此外,还给出了计算实例,并与国外结果进行分析对比,证明作者运用的计算方法结果正确,算法快速．     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌三维电磁场的数值模拟

借助ANSYS有限元分析软件对240mm×280mm大方坯结晶器电磁搅拌磁场进行了数值模拟,系统研究了电磁搅拌参数对结晶器内磁场和电磁力的影响规律.结果表明:磁场在结晶器电磁搅拌器内产生的旋转电磁力在水平截面上形成一对力偶,驱使钢液顺时针旋转;结晶器高度方向上磁场分布呈"两端小中间大"分布特征.数值计算的磁感应强度与实测结果基本吻合.提出了杭钢大方坯45#钢电磁搅拌优化后的工艺参数为电流350A和频率3Hz,实验表明在此工艺参数下铸坯质量得到显著提高.     

改进铸坯表面质量的电磁连续铸造研究进展

导出了钢电磁铸造的理论基础,综述了国外此课题的研究现状;发现在铸型外侧施加电磁场抑制了液体金属弯月面的变形,改变了金属液的初期凝固状态,改善了铸坯的表面质量,金属液的缓冷却凝固和润滑剂流路动压的降低被认为是改善连铸坯表面质量的主要原因。采用改变铸型结构和施加电磁场的方法,可望实现此铸造方法的工业应用。     

镁锭坯金属内套结晶器电磁铸造工艺数值模拟

针对传统低频电磁铸造工艺中,镁合金熔体与保温帽的高反应性,严重影响了生产效率与产品质量的问题,通过数值模拟方法研究了采用全金属内套结晶器时电磁场参数对电磁场分布及其对镁合金熔体作用效果的影响.结果表明:电磁频率同时影响洛伦兹力大小与方向,低频电磁作用深、焦耳热小、熔体受约束作用弱、对流作用强、液穴浅;高位线圈有利于提高电磁作用深度,但也加强了熔体表面的外推速度与强度;高电阻率内套具有较小的焦耳热.     

大圆坯连铸结晶器电磁偏心搅拌的数值模拟

建立了描述大圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程电磁场的三维数学模型,并采用实测数据对模型的准确性进行了验证.研究了不同搅拌电流强度和频率下,磁感应强度与电磁力的变化规律,并重点分析了偏心搅拌下磁感应强度和电磁力的分布特点.结果表明:磁感应强度和电磁力均随搅拌电流强度的增大而增强;随着搅拌电流频率的增大,磁感应强度逐渐减弱,而电磁力先增强后减弱,并在2.5 Hz时达到最大值;偏心搅拌时,电磁力在铸坯横截面上仍呈周向分布,但电磁力和磁感应强度的大小都出现了不对称分布,在靠外弧的一侧更大.     

三维电磁模拟的积分方程方法

基于电流倡极子的概念,推导了三维电磁模拟中积分方程解的核函数——电型张量Ｇｒｅｅｎ函数,并给出了不同的Ｂａｓｓｅｌ－Ｆｏｒｉｅｒ展式推导电型张量Ｇｒｅｅｎ函数,从而避免了Ｒａｉｃｈｅ使用的两次坐标变换,从计算机角度考虑,并把它转换成易于积分的形式,和ｗａｎｎａｍａｋｅｒ的Ｇｒｅｅｎ函数相比,公式简洁而实用．另外,从Ｌｏｒｅｎｔｚ势出发推导了张型张量Ｇｒｅｅｎ函数．笔者给出的函数形式ＧＥ（ｒ,ｒ′）,和ＧＨ（ｒ,ｒ′）,由于含Ｂｅｓｓｅｌ的磁型张量Ｇｒｅｅｎ函数元素与电型张量Ｇｒｅｅｎ函数元素积分形式一致,因而对编程计算极为方便．     

水口倾角对带钢铸轧结晶器内流场的影响

依据湍动能理论 ,本文建立了带钢铸轧结晶器内钢液的三维湍流模型 ,开发了计算程序 ,研究了不同水口状态下异形坯结晶器中钢水的流动特性。利用本模型可对现场生产进行离线分析。     

三维空间磁场结构数学模型及磁场方式三维定位装置

推导单圆环线圈三维空间磁场数学表达式并建立了磁场方式三维定位系统数学模型 ,在此基础上研制磁场方式三维定位装置 ,实现三维磁传感器探头六自由度实时定位及一维磁传感器探头五自由度实时定位 .该装置提供了一种利用对人体无害的磁场来测定内窥镜探头等医疗器械在人体内的三维位置及姿态的新方法 .     

恒稳磁场对注流制动效果的数学模拟

在连铸结晶器内对钢水流动状态进行制动的模拟装置上,利用测逮传感器测定了有、无恒稳磁场作用下液态金属的运动速度,并根据电磁流体力学理论,利用数值分析方法对制动前后的液态金属运动速度二维求解。     

电磁连铸复合式结晶器内电磁场的数值模拟

通过简化条件下的理论推导和实验测试分别对交变磁场和静磁场计算方法进行了验证,在此基础上对电磁连铸复合式结晶器内的磁场进行计算,并分析了有无结晶器条件下两种磁场的相互影响·分析结果表明,该项技术是可行的     

电磁离心铸造过程中液态金属角速度分布数学模型

在对电磁离心工艺深入分析的基础上,建立了该工艺过程中液态金属角速度分布数学模型·并模拟了不同磁场强度下,液态金属角速度分布·结果表明:为避免铸件产生缩松,在电磁离心铸造过程中,必须有合适的磁场强度     

席位分配问题的数学模型

建立了席位分配问题的3个数学模型,它们都是利用最小二乘思想描述分配中的公平性,利用网格搜索法进行求解,模型简洁明了,求解算法有效,大量的数值实验为模型的实际应用提供了不少有价值的结论。