07370860凝固过程数值模拟

1、凝固过程数值模拟Numerical Value Simulation on Solidification Process课程编号 ： 07370860学 分： 2学时： 30（其中：讲课学时： 26 实验学时： 0上机学时： 4）先修课程 ： 高等数学、物理化学、无机化学、冶金物理化学、钢铁冶金学、连铸原 理与技术适用专业 ： 冶金工程大三、大四本科生教 材：连续铸钢过程的数学物理模拟 ；干勇主编；冶金工业出版社， 2002. 开课学院： 材料科学与工程学院一、课程的性质与任务 凝固过程数值模拟是冶金工程专业重要的专业课，它在钢冶金学、连铸技 术、金属凝固理论、离散数学、计算机技术等课程知识的

2、基础上，将凝固过程理论 应用到连续铸钢凝固过程中，并用计算机进行数值模拟；凝固过程数值模拟是冶金 学的一个重要方向和热门课题。其主要任务是：1. 掌握金属凝固理论，对连续铸钢过程中的流动、传热、传质和凝固现象，建 立数学模型；2. 利用计算数学的方法，实现计算机模拟，以理解凝固过程的本质和优化连铸 工艺。二、课程的基本内容及要求第一章 绪论1教学内容（1）世界及我国钢铁工业生产的现状；（2）钢浇铸技术的发展；（3）传统连铸技术的发展与新型连铸技术的开发；（4）数学物理模拟技术在连续铸钢过程中的应用。2基本要求（1）了解世界及我国钢铁工业生产的现状；（2）了解钢浇铸技术的发展；（3）了解传统连铸

3、技术的发展与新型连铸技术的开发；（4）掌握数学物理模拟技术在连续铸钢过程中的应用情况。3重难点（1）重点是数学物理模拟技术在连续铸钢过程中的应用；（2）难点是数学物理模拟技术的可靠性分析。第二章 凝固过程及数学物理模拟的理论基础 1教学内容（ 1） 凝固理论基础（ 2） 凝固过程流动、传热、传质基础（ 3） 相似定律及因次分析2基本要求（1）掌握凝固理论；（2）了解凝固过程的流动、传热、传质现象；（3）了解相似定律及因次分析方法。3重难点（1）重点是钢液凝固理论；（2）难点是凝固过程的流动、传热、传质综合分析。第三章 结晶器内钢液凝固过程的分析1教学内容（1） 结晶器的形式与结构（2） 结晶器

4、内传输过程现象分析（3）结晶器内钢液凝固传热数学模型描述A、连铸凝固传热方程B、凝固潜热的处理C、模型的数值解法D、结晶器内钢液凝固传热的有限差分模型简介（4）结晶器内钢液流动过程分析A、模型的建立B 、数值计算方法简介C、流场计算及工艺因素分析（5）连铸结晶器内传热、流动及凝固过程的耦合模型A、模型建立的基本假设B、流动模型C、传热与凝固模型D、模拟的单值条件E、计算过程F、控制方程的离散G、应用举例2. 基本要求(1) 了解结晶器的结构；(2) 掌握其内部传输过程和流动过程；(3) 了解传热、凝固和流动过程的耦合模型。3. 重难点(1) 重点是结晶器内部传输过程；(2) 难点是热、凝固和流

5、动过程的耦合模型。 第四章连铸坯质量模拟分析1. 教学内容(1) 连铸过程中铸坯应力、应变分析A、结晶器内凝固坯壳的应力模型B、铸坯二冷应力模型(2) 宏观偏析与微观偏析研究分析A、宏观偏析模拟B、钢凝固过程的微观偏析模型2. 基本要求(1) 了解数值模拟在凝固偏析中的应用。3. 重难点(1) 重点是连铸过程中铸坯应力、应变分析;(2) 难点是宏观偏析与微观偏析研究分析。三、课程学时分配尸片早节讲课实验上机第一章绪论2第二章凝固过程及数学物理模拟的理论基础8第三章结晶器内钢液凝固过程的分析82第四章连铸坯质量模拟分析82四、大纲说明：1、本课程采用多媒体教学。五、参考书目：1. 连续铸钢；蔡开

6、科；冶金工业出版社，19902. 现代板坯连铸；曹广畴；冶金工业出版社，19953. 现代流体力学的冶金应用(英文版)；李宝宽；冶金工业出版社，20034. 数值传热学；陶文铨；西安交通大学出版社，2001制定人 ：王宏明 审定人 ：批准人：2013年4月 18日课程简介课程编码：07370860课程名称：凝固过程数值模拟英文名称：Numerical Value Simulation on Solidification Process学 分：2学 时：30 （其中：讲课学时： 26 实验学时： 0 上机学时 4）课程内容：凝固过程数值模拟将凝固过程理论应用到连续铸钢凝固过程中，并用 计算机进行数值模拟；课程主要介绍金属凝固理论，连续铸钢过程中的流 动、传热、传质和凝固现象，建立数学模型；用计算数学的方法，实现计 算机模拟，以理解凝固过程的本质和优化