铸造充型过程的计算机模拟

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1、y669110昆明理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下(或我个人。。)进行研究_T-作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：7刁金日期：了。斗年0月、7日关于论文使用授权的说明本人完全了解昆明理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布论文的全部或部分内容，可

2、以采用影印或其他复制手段保存论文。(保密论文在解密后应遵守)导师签名：主幽论文作者签名：立丝昆明疆工ok掌硕士尊啦截?文摘要本文介绍了当前铸造充型过程数值模拟的发展现状和趋势，介绍了国内外主要的模拟软件，以及在研究过程中存在的主要问题。我国的计算机数值模拟领域与国外相比还有很大的差距，本文讨论了开发铸造充型过程数值模拟软件的必要性和重要性。本文在流体力学基本概念的基础上，以流体流动的三联控制方程组为基础，利用有限差分法推导出了充型过程的动量、能量差分格式。根据SOLA法和能量守恒建立了求解充型过程流场的程序流程图。在连续性方程流量平衡思想

3、的指导下，对流体计算域的各种边界条件进行了假设，应用于充型过程的数值计算中。文中基于VOF法推导了一个简单有效的三维自由表面处理方法，可以计算表面网格的流量变化，并用于充型过程的数值模拟中。根据能量守恒定律和对流、传导热计算公式，建立了温度场耦合速度场的计算程序。本文采用面向对象编程方法和编程，利用VisualCq-q-6．0在Windows操作系统上开发了铸造充型过程数值计算软件。本软件以课题组已开发完成的凝固模拟软件为平台，在已具有前处理部分和后处理显示部分的基础上，进行充型过程温度场耦合速度场的数值计算，最终可得到充型完成时整个铸件

4、的温度场分布及充型过程中的流动形态的图像显示。利用本文开发的软件所得的计算结果与试块铸件的实际充型情况进行了比较，两者基本相符，证明本文开发的软件可用于实际铸造生产过程。基本达到了课题的开发目的。关键词：铸造数值模拟流场耦合温度场数值计算sOLA—VOF法自由表面苎竺苎苎查竺竺主兰苎苎查ABSTRACTThepresentsituationanddirectionofsimulationofmoldfillinginmetalcastingiSdescribed．Thisthesisintroducessomesoftwareforsim

5、ulationintheworld．Someproblemsbringingoutintheprocessofresearcharealsodescribed，Inthefieldofsimulation，ourcountryisbehindthedevelopedcountries，whichisthemainreasontodevelopoursimulationsoftware．Accordingtothephysicalregulationsoffluidflowofmetalliquid，governequationsofmol

6、dfillinginmetalcastingaredescribedandmathematicSmodelisbuilt．ThisthesisderivesthefinitedifferencefoITnSofgovernequationswhichmeetthedemandsofaccuracyandstabilityofcalculation．Thesefinitedifferenceformsofgovernequationscanconductfluidflowanalysis．OnbasicsoftheSOLA—VOFalgor

7、ithm．flowchartofprogramisdevelopedtosolvethevelocitiesoffluidflow．BoundaryconditionsarespecifiedconsistentwiththephilosophyoftheeontiBuousequation．WiththeVOFalgorithm，asimplemethodisdevelopedtospecifythelocationandvolumefractionoffreeboundariesgrids．WithVisualC++6．0．thist

8、hesisdevelopsasoftwaretocalculatethevelocitiesoffillingmetalinthecasting．TheOOP(OrientObjectProg