基于储备计算的钢材等级混合工业连续铸造坩埚的预测简化模型
流体动力学
2025-10-01 v1 数值分析
数值分析
摘要
连续铸造是钢铁行业中广泛采用的工艺,维持高质量钢材是首要任务。高效预测换炉期间的等级混合现象,对于维持钢材质量和最小化材料损失在连续铸造工艺中至关重要。除了坩埚几何形状和流控装置外,操作参数也是影响等级混合的重要因素。本研究对换炉操作进行三维瞬态、两相湍流流动模拟,以探讨该过程。期间,坩埚中熔钢水位随时间变化,对等级混合现象具有显著影响。文中阐述了换炉时间对混合时间的影响。然而,对此类复杂瞬态现象进行的高保真全阶模拟计算成本高昂,在工业规模应用中用于实时监测或设计空间探索是不可行的。为此,本文采用proper正交分解(POD)和储备计算(RC)的简化模型方法,以有效预测混合时间。所提出的简化模型(ROM)在有限训练数据下即可实现优异的预测精度,同时所需的计算资源和训练时间显著降低。结果表明,该方法的潜力可作为工业连续铸造操作中快速、可靠的实时过程监测和优化工具。
引用
@article{arxiv.2509.26293,
title = {Reservoir computing based predictive reduced order model for steel grade intermixing in an industrial continuous casting tundish},
author = {Harshith Gowrachari and Mattia Giuseppe Barra and Giovanni Stabile and Gianluca Bazzaro and Gianluigi Rozza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.26293},
year = {2025}
}