Numerical simulation of solidification of a casting taking into account fluid flow and heat transfer phenomena. The axisymmetrical problem

• Autorzy: Parkitny R. , Sowa L.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, a mathematical and a numerical model of solidification of a cylindrical shaped casting, which takes into account the process of filling the mould cavity with the molten metal, has been proposed. The feeding of the casting by a riser head during solidification has also been taken into cansideration. Velocity fields were obtained by solving the Navier-Stokes equations and the continuity equation, while thermal fields were obtained by solving the conduction equation containing the convection term. The changes in the thermophysical parameters, with respect to temperature, were taken into consideration. The problem was solved by the finite element method.

PL

Symulacja numeryczna krzepnięcia odlewu z uwzględnieniem zjawisk cieplno-przepływowych. Zadanie osiowo-symetryczne. W pracy sformułowano model matematyczny i numeryczny procesu krzepnięcia odlewu o kształcie cylindrycznym z uwzględnieniem procesu wypełniania wnęki formy ciekłym metalem i zasilania odlewu przez nadlew podczas jego krzepnięcia. Uwzględniono wzajemną zależność zjawisk cieplnych i dynamicznych. Pola prędkości otrzymano z równań Naviera-Stokesa i równania ciągłości, natomiast pola temperatury z rozwiązania równania przewodzenia ciepła z członem konwekcyjnym. Uwzględniano zmianę parametrów termofizycznych w funkcji temperatury. Postawione zadanie rozwiązano metodą elementów skończonych.

Słowa kluczowe

EN

solidification; molten metal flow; mould filling; mathematical modelling

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 39 nr 4
• Strony: 909--921
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Parkitny R.

• Institute of Mechanics and Machine Design, Technical University of Częstochowa

autor

Sowa L.

• Institute of Mechanics and Machine Design, Technical University of Częstochowa

Bibliografia

• 1. BOKOTA A., PARKITNY R., 1991, Elastic-Plastic States in Solidifying Casting, Archives Mechanics, 43, 2-3, 249-269.
• 2. DANTZIG J.A., 1989, Modelling Liquid-Solid Phase Changes with Melt Convection, Int. J. for Num. Meth. in Engrg., 28, 1769-1785.
• 3. DHATT G., GAO D.M., 1990, A Finite Element Simulation of Metal Flow in Moulds, Int. J. for Num. Meth. in Engrg., 30, 821-831.
• 4. HiRAl M., 1993, Estimation of Viscosities of Liquid Alloys, ISIJ International, 33, 2, 251-258.
• 5. MISHIMA S., SZEKELY J., 1989, The Modelling of Fluid Flow and Heat Transfer in Mould Filling, ISIJ International, 29, 4, 324-332.
• 6. PARKITNY R., BOKOTA A., SOWA L., 1998, Numerical Modelling of the Casting Solidification During Filling Process of Mould Cavity (in Polish), Scientific Works of Department of Applied Mechanics Silesian Technical University, 6, 287-292.
• 7. SOWA L., 1998, Model of the Casting Solidification Taking into Consideration the Motion of Liquid Phase (in Polish), Archives of Mechanical Technology and Automatization, 18, 287-296.