Application of the CFD computing technique to numerical modeling of continuous casting of steel

Staniewski, I.; Derda, W.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Application of the CFD computing technique to numerical modeling of continuous casting of steel

Autorzy

Staniewski I. , Derda W.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

Warianty tytułu

Zastosowanie obliczeniowych technik CFD do modelowania numerycznego procesu ciągłego odlewania stali

Języki publikacji

Abstrakty

The paper present the results of simulation of the process of steel solidification in the casting mould zone with the use of the CFD technique and the FLUENT® program. The solution of the k - ε mathematical model of turbulence based on a system of differential equations of the conservation of mass, momentum and energy was obtained, thanks to which it was possible to make a map of the distribution of liquid steel velocity fields, temperature variations, as well as the crystallization front in a solidifying square cross-section continuous slab. The computation results made it possible to optimize the topology of the grid (the number of control volumes) in order to map it over the whole object.

W pracy przedstawiono wyniki symulacji procesu krzepnięcia stali w strefie krystalizatora, z wykorzystaniem techniki CFD i programu FLUENT®. Uzyskano rozwiązanie układu równań zastosowanego matematycznego modelu turbulencji k - ε opartego na układzie równań różniczkowych zachowania masy, pędu i energii, dzięki któremu możliwym było sporządzenie mapy rozkładu pól prędkości ciekłej stali, zmian przebiegu temperatur, a także frontu krystalizacji w krzepnącym wlewku ciagłym o przekroju kwadratowym. Wyniki obliczeń pozwoliły zoptymalizować topologie siatki (liczbe objętości kontrolnych), aby odwzorować ją na całym obiekcie.

Słowa kluczowe

CFD computing technique solidification casting

obliczeniowe techniki CFD krzepnięcie odlewanie

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

2005

Tom

Vol. 50, iss. 4

Strony

843--856

Opis fizyczny

Bibliogr. 33 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Staniewski I.

Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowj i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska, 42-200 Częstochowa, al. Armii Krajowej 19

autor

Derda W.

Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowj i Fizyki Stosowanej, Politechnika Częstochowska, 42-200 Częstochowa, al. Armii Krajowej 19

Bibliografia

[1] X. K. Lan, J. M. Khodadadi, Int. Journal of Heat and Mass Transfer 44, 953 (2001).
[2] M. Gonzalez, M. B. Goldschmit, A. P. Assanelli, el al, Metall. and ater. Trans. B 34, 455, (2003).
[3] Y. Meng, B. G. Thomas, Metall. and Mater. Trans. B 34, 707 (2003).
[4] Y. Meng, B. G. Thomas, Metall. and Mater. Trans. B 34, 685 (2003).
[5] S. Yokoya, S. Takagi, et al., Mater. Sci. Forum 426-432, 1113, (2003).
[6] B. G. Thomas, Electric Furnace Conf. Proc. 59, ISS, Warrendale, PA, (Phoenix, AZ), 3. (2001).
[7] L. Beitelman, Effects of Casting Parameters on Stirring Flow Velocity and Control in Continuous Casting Molds, ISS 60th Electric Furnace Conf. in San Antonio, Texas, Nov. 2002.
[8] Q. Yuan, B. G. Thomas, S. P. Vanka, Metall. and Mater. Trans. B 35, 685 (2004).
[9] Q. Yuan, B. G. Thomas, S. P. Vanka, Metall. and Mater. Trans. B 35, 685 (2004).
[10] B. G. Thomas, S. P. Vanka, Manufacturing and Industrial Innovation Research Conf., San Juan, Puerto Rico, January 7-10 (2002).
[11] H. J. Odenthal, I. Lemanowicz, R. Gorissen, H. Pfeifer, Metall. And Materials Trans. B 33, 163 (2002).
[12] D. T. Creech, B. G. Thomas, CFX User's Conf. Wilmington, DE, Oct. 1 (1998).
[13] A. K. Tieu, I. S. Kim, Int. J. Mech. Sci. 39, 2, 185 (1997).
[14] F. C. Chang, J. R. Hull, L. Beitelman, Metall. and Materials Trans. B 35, 1129 (2004).
[15] L. Zhang, S. Yang, X. Wang, K. Cai, J. Li, X. Wan, B. G. Thomas, AJS Tech 2004 Proceedings 2, 879 (2004).
[16] http://www.tms.org/pubs/joumals/JOM/0201/Thomas/Thomas-0201.html
[17] S. Wang, S. Louhenkilpi, P. Hooli, J. Vatanen, AISTech 2004 Proceedings 2, 361 (2004).
[18] M. Kamal, Y. Sahai, AISTech 2004 Proceedings 2, 681 (2004).
[19] B. Li, T. Okane, T. Umeda, Metall. and Materials Trans. B 31, 1149 (2000).
[20] B. Li, T. Okane, T. Umeda, Metall. and Materials Trans. B 32, 1053 (2001).
[21] R. M. Mc David, B. G. Thomas, Metall. and Materials Trans. B 27, 672 (1996).
[22] C. R. Swaminathan, V. R. Voller. Metal. Trans. B 23, October, 651 (1992).
[23] V. R. Voller, C. R. Swaminathan, Numer. Heat Transfer B 19(2), 175 (1991).
[24] FLUENT User's Guide, Fluent Inc. 1998.
[25] C. A. Santos, J. A. Spim, A. Garcia, Engineering Applications of Artificial Intelligence 16,511 (2003).
[26] J. K. Park, B. G. Thomas, I. V. Samarasekera, Ironmaking and Steelmaking 29, 5, 359 (2002).
[27] B. Lally, L. Biegler, H. Henein, Metal. Trans. B 21, August, 761 (1990).
[28] X. K. Ian, J. M. Khodadadi, Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 44, 953 (2001).
[29] K. Okamura, H. Kawashima, The Sumitomo Search, No. 45, March, 9 (1991).
[30] I. Staniewski, W. Derda, J. Jowsa, VI Międzynarodowa Konferencja Naukowa - Nowe Technologie i Osiągnięcia w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Częstochowa, 48 (2004).
[31] J. Savage, W. H. Pritchard, Journal of Iron and Steel Institute, 269 (1954).
[32] M. Gonzalez, M. B. Goldschmit, A. P. Assanelli, et al., Metallurgical and Materials Trans. B 34, 455 (2003).
[33] R. I. L. Guthrie, T. Emi, Materials Trans., JIM 37, 3, 540 (1996).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BSW3-0022-0003