Investigation of the Flow Structure in the Tundish with the Use of Rans and Les Methods

• Autorzy: Warzecha M. , Merder T. , Warzecha P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0034

Warianty tytułu

PL

Metody RANS i LES a struktura przepływu w kadzi pośredniej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The liquid steel flow structure in the tundish has a very substantial effect on the quality of the final product and on efficient casting conditions. Numerous model studies are being carried out to explain the effect of the tundish working conditions on casting processes. It is necessary to analyze the structure of liquid steel flow, which is strongly supported with numerical modeling. In numerical modeling, a choice of a proper turbulence model is crucial as it has a great impact on the flow structure of the fluid in the analyzed test facility. So far most numerical simulations has been done using RANS method (Reynolds-averaged Navier-Stokes equations) but in that case one get information about the averaged values of the turbulent flow. In presented study, numerical simulations using large eddy simulations (LES) method were used and compared to RANS results. In both cases, numerical simulations are carried out with the finite-volume commercial code AnsysFluent.

PL

Struktura przepływu ciekłej stali w kadzi pośredniej ma bardzo istotny wpływ na warunki odlewania, a tym samym na jakość wyrobu końcowego. W celu określenia struktury przepływu w kadzi oraz analizy jej wpływu na warunki pracy urządzenia do ciągłego odlewania stali (COS) prowadzone są liczne badania modelowe: fizykalne i numeryczne. W modelowaniu numerycznym, wybór odpowiedniego modelu turbulencji jest kluczowy, ponieważ ma ogromny wpływ na strukturę przepływu płynu w analizowanym obiekcie badawczym. Do tej pory, największą ilość symulacji numerycznych przeprowadzono z wykorzystaniem metody RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes equations). W przypadku tej metody dostajemy jednak jedynie informacje o uśrednionych wartościach przepływu turbulentnego, z jakim mamy do czynienia w kadziach pośrednich. W prezentowanej pracy natomiast, przedstawiono wyniki symulacji numerycznych przeprowadzonych z wykorzystaniem metody wielkich wirów (Large Eddy Simulation, LES) i porównano je z wynikami RANS. W obu przypadkach, symulacje numeryczne zostały przeprowadzone z wykorzystaniem komercyjnego kodu AnsysFluent.

Słowa kluczowe

EN

tundish; continuous casting; numerical modelling

PL

kadź pośrednia; odlewanie ciągłe; modelowanie numeryczne

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 1
• Strony: 215--220
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Warzecha M.

• Czestochowa University of Technology, Department of Metals Extraction and Recirculation, 19 Armii Krajowej Ave, 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Merder T.

• Silesian University of Technology, Institute of Metals Technology, 8 Krasinskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

autor

Warzecha P.

• Czestochowa University of Technology, Department of Metals Extraction and Recirculation, 19 Armii Krajowej Ave, 42-200 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• [1] M. Warzecha, T. Merder, Metalurgija 52, 153-156 (2013).
• [2] V. Singh, A. R. Pal, P. Panigrahi, ISIJ Int. 48, 430-442 (2008).
• [3] R. K. Singh, A. Paul, A. K. Ray, Scand. J. Metall. 32, 137-147 (2003).
• [4] L. Zhang, S. Taniguchi, K. Cai, Metal. and Mater. Trans. B 31, 253-268 (2000).
• [5] H. Solhed, J. Alexis, U. Sjostrom, S. D. Yuan, L. Jonsson, Scand. J. Metall. 29, 127-238 (2000).
• [6] L. Zhong, B. Li, Y. Zhu, R. Wang, W. Wang, X. Zhang, ISIJ Int. 47, 88-98 (2007).
• [7] T. Merder, Materials Science Forum 654-656, 1557-1560 (2010).
• [8] M. Warzecha, T. Merder, P. Warzecha, Metalurgija 53, 439-442 (2014).
• [9] A. Robert, D. Mazumdar, Steel Res. Int. 72, 3, 97-105 (2001).
• [10] A. Kumar, S. C. Koria, D. Mazumdar, ISIJ Int. 44, 12, 1217-1224 (2004).
• [11] T. Zhou, M. Li, Q. Li, B. Lei, Q. Chenn, J. Zhou, Trans. Non-ferrous Met. Soc. China 24, 1117-1124 (2014).
• [12] D. Y. Sheng, L. Jonsson, Metal. and Mater. Trans. B 30, 979-987 (1999).
• [13] L. Zhang, Steel Res. Int. 76, 11, 784-799 (2005).
• [14] M. Javurek, P. Gittler, R. Roessler, B. Kaufmann, H. Presslinger, Steel Res. Int. 76, 1, 64-70 (2005).
• [15] D. S. Kumar, T. Rajendra, A. Sarkar, R. Prasad, M. Ranjan, Iron&Steelmaking 36, 470-482 (2009).
• [16] G. Luo-fang, L. Hong, L. Hai-tao, W. Yao, S. Wen-chen, Steel Res. Int. 20, 7-12 (2013).
• [17] O. J. Illegbussi, ISIJ Int. 34, 732-746 (1994).
• [18] K. Raghavendra, S. Sarkar, S. K. Ajmani, M. B. Denys, M. K. Singh, Applied Math. Modelling 37, 6284-6300 (2013).
• [19] A. Kumar, S. Chakraborty, N. Chakraborti, Steel Res. Int. 78, 517-521 (2007).
• [20] L. ChaoxIang, L. B Iao, Z. Shengyu, AASRI Procedia 3, 313-318 (2012).
• [21] A. Najera-Bastida, L. Garcia-Demedices, P. Ramirez-Lopez, E. Torres-Alonso, R. D. Morales, Steel Res. Int. 78, 318-326 (2007).
• [22] M. Warzecha, T. Merder, H. Pfeifer, J. Pieprzyca, Steel Res. Int. 81, 11, 987-993 (2010).
• [23] J. Smagorinsky, Month. Wea. Rev. 91, 99-108 (1963).
• [24] ANSYSFluent, User's guide, version 14.0, Fluent Inc.