基于投影的模型降阶方法用于工业级连续铸造中间包停留时间分布分析
流体动力学
2025-09-26 v1
摘要
连续铸造中间包中的流动行为对钢质量至关重要，通常通过停留时间分布（RTD）曲线进行表征。本研究采用数值和实验方法研究了单流中间包中的流体流动行为。在等温和非等温条件下进行了全阶模型（FOM）稳态模拟，以评估热浮力对流动特性的影响。结果表明，非等温条件下的浮力效应对整体速度场的影响可忽略不计。收敛的流场作为瞬态示踪剂传输模拟的初始条件，用于评估 RTD 曲线和体积分布。基于伽辽金投影的降阶模型（ROM）被开发用于高效推导 RTD 曲线。实验、FOM 模拟和 ROM 预测的 RTD 曲线对比显示了良好的一致性，两种计算方法均与实验数据紧密吻合。随后利用伽辽金投影和算子插值开发了参数-时间依赖的 ROM。这使得能够在显著降低计算成本的情况下，高效评估不同参数值下的 RTD 曲线。该 ROM 框架适用于冶金过程中的实时分析、设计流程、优化和数字孪生应用。
引用
@article{arxiv.2509.20366,
title = {Projection-based model order reduction for residence time distribution analysis of an industrial-scale continuous casting tundish},
author = {Harshith Gowrachari and Mattia Giuseppe Barra and Moaad Khamlich and Giovanni Stabile and Gianluca Bazzaro and Gianluigi Rozza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.20366},
year = {2025}
}