ANSYS FLUENT教程：模拟凝固过程

"ht-04-intro-tut-24-solidification.pdf" 这篇教程主要介绍了如何在ANSYS Fluent中模拟凝固过程，适用于已经熟悉基本软件操作的用户。以下是详细的知识点： 24.1 引言 这部分简要介绍了教程的目的，即展示如何设置和求解涉及凝固问题的案例。教程将演示以下内容： - 如何定义一个凝固问题。 - 如何设定连续铸造过程中的拉伸速度。 - 如何定义表面张力梯度以模拟马兰戈尼对流。 - 如何解决凝固问题。 24.2 先决条件 该教程假定读者已经完成了“ANSYS Fluent入门：混合弯头中的流体流动和热传递”（p.111）教程，并且对ANSYS Fluent的导航面板和菜单结构有基础了解。在设置和求解过程的某些步骤中，可能不会进行详细解释。 24.3 问题描述 本教程通过Czochralski生长过程来展示涉及凝固的流体流动和热传递问题的设置和求解流程。Czochralski工艺是一种晶体生长技术，常用于半导体硅晶圆的制造。考虑的几何形状可能是晶体生长炉内的一个简化模型，其中熔融材料在拉伸速度控制下冷却并形成单晶。 24.4 设置与解决方案 在这个阶段，用户将学习如何在ANSYS Fluent中创建问题的物理模型，包括定义材料属性（如熔融和固态的热容、导热率等）、边界条件（如温度入口、拉伸速度、辐射条件等）以及求解器设置（如时间步长、收敛标准等）。用户还需要设置凝固模型，这可能涉及到固液界面的追踪和对流、传热效应的考虑。 24.5 总结 完成教程后，用户应能理解如何利用ANSYS Fluent模拟复杂的凝固现象，包括连续铸造和晶体生长过程中的关键物理机制。 24.6 进一步改进 这部分可能提出了对模型的优化建议，比如增加更精确的边界条件，考虑更多物理效应，或者进行参数研究以分析不同设定对结果的影响。 通过这个教程，用户不仅能够掌握凝固过程的建模技术，还能提升在实际工程问题中应用ANSYS Fluent的能力，这对于模拟金属加工、材料科学和半导体制造等领域的问题至关重要。