ФОРМИРОВАНИЕ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ РАСПЛАВА В ИНДУКЦИОННЫХ ПЛАВИЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ
Аннотация
Задачи:
1. Подбор специальной литературы, ее анализ и обобщение опыта расчета, моделирования и эксплуатации установок для левитационной плавки.
2. Анализ физических процессов, протекающих в индукционных установках для левитационной плавки, с целью обоснования выбора программного пакета для их моделирования.
3. Построение компьютерных моделей, позволяющих проводить анализ связанных электромагнитных, тепловых и гидродинамических процессов, выявить закономерности их протекания, а также их влияние на электромагнитные параметры установки и качество конечного продукта.
4. Проведение ряда экспериментов на лабораторной установке высокочатовного индуктора с обратным витком с целью верификации результатов, полученных в следствие моделировании.
Методы исследования. Моделирование осуществляется с применением метода конечных элементов (МКЭ), электромагнитная задача решается на основе физического модуля COMSOL Magnetic Fields, тепловая – Heat Transfer in Fluids, гидродинамика решалась с помощью модуля Turbulent Flow на основе стандартной k-ω модели расчета с высоким числом Рейнольдса. Для решения задачи позиционирования заготовки внутри индукционного устройства использовался физический модуль COMSOL Moving Mesh.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
1. Создание компьютерных моделей на основе МКЭ для исследования взаимосвязанных электромагнитных, гидродинамических и тепловых процессов, протекающих в УИН во взвешенном состоянии
2. Упрощенная методика аналитической оценки обеспечения баланса усилий на поверхности ВЭ
3. Создание лабораторной установки и проведение исследований характеристик процесса левитационной плавки в высокочастотном индукторе с обратным витком.
1. Подбор специальной литературы, ее анализ и обобщение опыта расчета, моделирования и эксплуатации установок для левитационной плавки.
2. Анализ физических процессов, протекающих в индукционных установках для левитационной плавки, с целью обоснования выбора программного пакета для их моделирования.
3. Построение компьютерных моделей, позволяющих проводить анализ связанных электромагнитных, тепловых и гидродинамических процессов, выявить закономерности их протекания, а также их влияние на электромагнитные параметры установки и качество конечного продукта.
4. Проведение ряда экспериментов на лабораторной установке высокочатовного индуктора с обратным витком с целью верификации результатов, полученных в следствие моделировании.
Методы исследования. Моделирование осуществляется с применением метода конечных элементов (МКЭ), электромагнитная задача решается на основе физического модуля COMSOL Magnetic Fields, тепловая – Heat Transfer in Fluids, гидродинамика решалась с помощью модуля Turbulent Flow на основе стандартной k-ω модели расчета с высоким числом Рейнольдса. Для решения задачи позиционирования заготовки внутри индукционного устройства использовался физический модуль COMSOL Moving Mesh.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
1. Создание компьютерных моделей на основе МКЭ для исследования взаимосвязанных электромагнитных, гидродинамических и тепловых процессов, протекающих в УИН во взвешенном состоянии
2. Упрощенная методика аналитической оценки обеспечения баланса усилий на поверхности ВЭ
3. Создание лабораторной установки и проведение исследований характеристик процесса левитационной плавки в высокочастотном индукторе с обратным витком.