微尺度型腔内液态金属流动规律模拟研究！解说.PDFVIP

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 $ ( %%( ( ， ， ， L36 ;$ *3 ; ( :7M7N2 %%( （ ） !%%%0D)%F%%(F$ %( F$%’D0%) :GH: I?J1KG: 1K*KG: !%%( GA-8 ; IAON ; 13E ; 微尺度型腔内液态金属流动规律模拟研究! ）） ）） ）） ） 任明星! # 李邦盛! 杨 闯! 傅恒志 !）（哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨 !$%%%!） ）（哈尔滨工业大学微纳米技术研究中心，哈尔滨 !$%%%!） （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） %% !! ’ %%( ) 修正了传统的*+,-./01234. 方程，并利用修正后的方程与567.82 软件对微尺度型腔内980:6 合金微流动规律进 行了数值模拟 模拟结果表明：液态金属在微尺度管道内的流动规律在管径为 时出现临界状态，管径越细， ; % $ == 速度附面层相对厚度就越大 同时，微管流动存在着宏观流动中没有的“凸进效应”，且随着入口压力增大，流动前 ; 沿自由液面的凸进效应减弱; 在流动前沿区域和上游区域之间出现负压力梯度区，且管径越细越明显; 关键词：微管道，微流动， 合金 980:6 ： ， ， !## !% ’%? $%@ 优化的理论基础，必须系统深入地研究微铸造成 ! 引 言 形过程中液态金属在微尺度型腔内的流动行 ［ ］ 为!! ; 现有的微管道内常温流体（水、油、气等）的 高温液态金属铸造充型流动过程的数值模拟， 流动现象研究表明，微管道中微流体的流动现象 对于优化铸造工艺设计、降低铸件试制周期和费用、 有其特有的机理和规律，与常规尺寸管内流动规 ［ — ］ 减少铸件缺陷、提高铸件质量具有重要意义 另外， 律有显著的差别! ! ; 因此，深入研究微铸造成形 ; 借助充型流动过程的数值模拟结果，还可以进一步 过程液态金属在微尺度空间内的微流动规律具有 为凝固过程的计算机数值模拟提供必需的初始条 重要意义; 通过分析微尺度下液态金属的流动特 件，这对于薄壁件铸造尤为重要; 近年来的研究成果 性，建立可表征其流动行为的数学模型，借助计算 表明，用计算机数值模拟充型流动过程的流场和温 机数值模拟技术再现液态金属在微尺度型腔内的