煉鋼中的計算流體力學

     目錄
   1緒論
    1.1熱流體流動過程的重要性
    1.2研究方法
    1.2.1實驗研究
    1.2.2理論分析
    1.2.3數(shù)學模擬
    1.2.4數(shù)學模擬的本質(zhì)
    1.3本書的目的
    參考文獻
   2描述熱流體流動現(xiàn)象的基本方程
    2.1問題的分類及數(shù)學表達
    2.1.1變量ρ
    2.1.2變量ΓΦ
    2.1.3源項SΦ
    2.1.4兩相流問題
    2.2適定性問題和求解條件
    2.3正交曲線坐標系中的基本量
    2.3.1一般正交曲線坐標系
    2.3.2正交曲線坐標系中的運算子
    2.4正交曲線坐標系中的基本方程
    2.4.1連續(xù)性方程
    2.4.2運動方程
    2.4.3能量方程
    2.5正交曲線坐標系下規(guī)范型流動方程
    2.5.1規(guī)范型連續(xù)性方程
    2.5.2Naiver－Stokes方程
    2.5.3k－ε雙方程湍流模型
    2.5.4溫度場的數(shù)學描述
    2.5.5濃度場的數(shù)學描述
    參考文獻
   3湍流模型理論
    3.1引言
    3.2模擬的原則
    3.3雷諾應力模型（微分模型 RSM）
    3.3.1雷諾應力方程與k方程的模型
    3.3.2ε方程的模型
    3.3.3uiθ方程的模型
    3.4代數(shù)應力的模型（k－ε－A模型，ASM）
    3.5二方程模型渦粘性模型，k－ε－E
    3.5.1Jones&Launder（1972）模型
    3.5.2RNGk－ε湍流模型
    3.6一方程模型（k方程模型）
    3.7雙尺度二階湍流模型
    3.8湍流模型評價
    參考文獻
   4區(qū)域離散化及建立離散方程的方法
    4.1熱流體流動現(xiàn)象控制方程的守恒性質(zhì)
    4.2空間區(qū)域的離散化方法
    4.3泰勒（Tayl0r）級數(shù)展開及多項式擬合法
    4.4控制容積積分法及平衡法
    4.5差分方程的相容性、收斂性及穩(wěn)定性
    4.6離散方程的守恒特性
    參考文獻
   5對流－擴散方程的差分格式
    5.1中心差分與迎風差分
    5.2混合格式與乘方格式
    5.3五種三點格式系數(shù)特性的分析
    5.4二階迎風格式與QUICK（奎克）格式
    5.5正交曲線坐標系下三維對流－擴散差分方程的推導
    5.5.1控制方程的積分形式
    5.5.2控制方程的差分形式
    參考文獻
   6求解熱流體流動問題的壓力修正法
    6.1流場控制方程及數(shù)值求解中的困難
    6.2交錯網(wǎng)格及動量方程的離散
    6.3求解Navier－Stokes方程的壓力修正算法
    6.4SIMPLE算法的計算步驟
    6.5SIMPLE算法的討論
    6.6SIMPLE算法的發(fā)展與改進
    6.6.1SIMPLER算法
    6.6.2SIMPLEST算法
    6.6.3SIMPLEC算法
    6.6.4SIMPLE的戴特（Date）修正方案
    6.7邊界條件
    6.7.1壁面速度邊界條件
    6.7.2壁面函數(shù)
    6.7.3其他標量的邊界條件
    6.7.4流動邊界
    6.8求解代數(shù)方程的迭代法
    6.8.1TDMA算法
    6.8.2點迭代法
    6.8.3塊迭代法
    6.8.4交替方向塊迭代法
    6.8.5加速迭代解法收斂速度的塊修正技術(shù)
    參考文獻
   7求解熱流體流動問題的其他方法
    7.1強制對流的渦量－流函數(shù)法
    7.2渦量－流函數(shù)法邊界條件的確定
    7.2.1入口邊界
    7.2.2中心線上
    7.2.3固體邊界
    7.2.4出口邊界
    7.2.5尖角點上的ε值
    7.3自然對流換熱過程的渦量－流函數(shù)法計算
    7.3.1數(shù)學模型
    7.4自由邊界流體流動的處理方法
    參考文獻
   8復雜幾何裝置的處理方法
    8.1階梯網(wǎng)格法
    8.2利用階梯網(wǎng)格法處理電弧爐熔池傾斜壁
    8.2.1數(shù)學模型
    8.2.2計算方法
    8.2.3物理模型
    8.2.4結(jié)果與討論
    8.3保角變換法
    8.3.1保角變換的基本概念
    8.3.2單位圓中心點變換到任意圓的偏心點
    8.4適體坐標的網(wǎng)格生成
    8.4.1微分方程法生成適體坐標原理
    8.4.2控制方程向計算平面轉(zhuǎn)換的基本關(guān)系式
    8.4.3控制方程的離散及求解
    8.4.4采用偏微分方程法進行網(wǎng)格坐標變換的實例
    8.5計算平面上的SIMPLE算法
    8.5.1控制方程的離散
    8.5.2計算平面的SIMPLE算法
    8.6利用適體坐標網(wǎng)格計算底吹鋼包內(nèi)鋼液流場
    8.7空度技術(shù)在模擬復雜幾何裝置內(nèi)流動現(xiàn)象的應用
    8.7.1空度的概念
    8.7.2實施方法
    8.7.3算例
    參考文獻
   9電磁流體力學在連鑄中的應用
    9.1電磁力的作用
    9.2連鑄結(jié)晶器電磁制動過程的數(shù)學模型
    9.2.1磁場的計算
    9.2.2流場的計算
    9.2.3電磁力的計算
    9.2.4邊界條件及算法
    9.2.5沖擊強度的確定
    9.3區(qū)域制動時結(jié)晶器內(nèi)流場模擬
    9.4電磁制動法縮短鋼坯過渡段的數(shù)值模擬
    9.5雙區(qū)制動對板坯連鑄結(jié)晶器流場的影響
    9.6薄板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場電磁制動的模擬研究
    9.6.1數(shù)學模型
    9.6.2物理模型實驗
    9.6.3數(shù)值模擬結(jié)果
    參考文獻
   10多相流動的數(shù)值模擬
    10.1多流體模型
    10.2底吹鋼包內(nèi)氣液兩相流的數(shù)值模擬
    10.2.1氣液兩相流數(shù)學模型
    10.2.2初始條件和邊界條件
    10.2.3數(shù)值計算步驟
    10.2.4結(jié)果與討論
    10.3均相流模型
    10.4粒子在流體中的運動
    10.4.1粒子運動軌跡方程
    10.4.2鐵錳合金顆粒在底吹鋼包內(nèi)的運動分析
    10.4.3雙區(qū)制動情況下板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)夾雜物運動的軌跡
    參考文獻
   11計算流體力學在煉鋼中的應用和發(fā)展
    11.1引言
    11.2計算流體力學應用于煉鋼中所面臨的問題
    11.2.1邊界條件
    11.2.2模擬軟件
    11.2.3材料的物性數(shù)據(jù)
    11.3計算流體力學在煉鋼中的應用和發(fā)展概況
    11.3.1鋼包精煉過程數(shù)學模擬
    11.3.2連鑄結(jié)晶器過程數(shù)學模擬
    11.4計算流體力學的作用
    11.5結(jié)束語
    參考文獻