板坯连铸结晶器内夹杂物分布的大涡模拟

摘要

为了研究连铸板坯结晶器内夹杂物的运动及其被凝固坯壳捕获的过程,采用大涡模拟(LES)模型、凝固模型及离散相模型(DPM)耦合计算了湍流对夹杂物运动的影响以及夹杂物在结晶器的运动、被捕获去除。通过钢液液相体积分数来代替枝晶间距的影响,从而提出了新的夹杂物在凝固前沿的捕获条件,夹杂物在凝固前沿的捕获以及夹杂物捕获位置的实时输出通过用户自定义程序(UDF)实现。结果表明,夹杂物在上表面的上浮去除率随着夹杂物直径的增大而增大;直弧型连铸机包含的弯曲段使得大尺寸夹杂物在内弧侧聚集,但小尺寸夹杂物在内外弧、左右窄面侧分布较均匀。