消失模铸造珠粒充填过程的数值模拟与实验研究

"消失模珠粒射料充填过程的数值模拟 (2005年) - 清华大学学报(自然科学版)" 这篇2005年的论文详细探讨了消失模珠粒射料充填过程的数值模拟技术，这是铸造工艺中的一个重要环节，尤其在精密铸造领域具有广泛应用。消失模铸造是一种无模铸造技术，其中珠粒（通常是聚苯乙烯泡沫）被用于形成铸型，随后在熔融金属注入前被热分解。 作者陈尧剑、黄天佑、张嘉、胡永沂和康进武采用了Eulerian-Lagrangian方法来建立数学模型，这是一种处理连续介质（如气体）与离散颗粒（如珠粒）相互作用的数值方法。在该模型中，空气被视为连续介质，使用SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations）算法在Euler网格上求解气相的连续方程和动量方程。SIMPLE是计算流体动力学中常用来解决流体流动问题的一种数值方法，能有效地处理流体压力和速度场的迭代。 珠粒则被视为离散颗粒，它们的运动遵循牛顿运动定律，这使得可以追踪每个珠粒的独立运动轨迹。为了验证模型的准确性，研究团队设计并实施了实验，利用数码摄像机记录了珠粒充填模具的过程。实验结果与数值模拟的结果对比，揭示了珠粒充填的不同阶段特征： 1. 在充填初期，模具底部的空气流动速度快，携带珠粒的能力强，导致珠粒被快速带至模具顶部堆积。 2. 当珠粒填充达到模具体积的2/3以上时，底部的珠粒开始聚集，形成一个椭圆形的漩涡结构。 3. 随着填充的进行，这个漩涡逐渐消失，珠粒在模具内形成稳定分布。 关键词包括制模工艺、消失模、射料过程、两相流和数值模拟，表明这篇论文涵盖了多方面的专业知识，如铸造工艺、颗粒流动分析以及数值模拟技术。这些研究成果对于优化消失模铸造过程、提高铸件质量以及理解复杂的颗粒流动现象具有重要价值。 此论文发表在《清华大学学报(自然科学版)》2005年第45卷第8期，具有较高的学术水平，对从事铸造工程和相关领域的研究人员具有重要的参考价值。