Sn-Pb 合金定向水平凝固过程中电磁强制流动的数值模拟
流体动力学
2022-04-11 v1
摘要
本文研究了电磁强制对流对偏析形成的影响。以 Hebditch 和 Hunt 实验中 Sn-5 wt pct Pb 合金的凝固作为参考案例。所施加的强制对流由无量纲电磁强制参数 决定。研究在 范围内进行。获得了不同施加电磁强制条件下液相中的速度剖面和流型。通过参数分析，得到了雷诺数对电磁强制参数的依赖关系。电磁力可显著影响液相主体中的流动，既能增大也能减缓速度，并可改变循环流动方向。溶质浓度分布分析表明，电磁强制对流不影响全局溶质偏析的形成。在两种工况下均获得了偏析通道。然而，全局偏析指数的分析显示，雷诺数的增大会导致该参数略有下降。偏析形成的主要机制是富溶质液体向糊状区的输运。在所考虑的数值实验构型中，向糊状区的渗透并不大，即使液相主体中对流方向的改变也不会显著影响糊状区内的流动。计算通过 OpenFOAM 和 Elmer 中的开源代码完成。
引用
@article{arxiv.2204.03650,
title = {Numerical simulation of the EM forced flow during Sn-Pb alloy directional horizontal solidification},
author = {Evgeniy Shvydkiy and Ivan Smolyanov and Egbert Baake},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.03650},
year = {2022}
}