超声及电磁场对铝合金熔体影响的数值模拟及试验研究.pptxVIP

超声及电磁场对铝合金熔体影响的数值模拟及试验研究汇报人：2024-01-20

引言超声及电磁场对铝合金熔体的作用机理数值模拟方法及模型建立试验研究方案及实施结果分析与讨论结论与展望contents目录

引言01

123超声及电磁场对铝合金熔体的影响是材料加工领域的重要研究方向，对于提高铝合金材料的性能和质量具有重要意义。随着现代工业对高性能铝合金材料需求的增加，传统的铝合金熔体处理方法已无法满足要求，需要探索新的处理方法。超声及电磁场处理技术具有非接触、无污染、高效能等优点，在铝合金熔体处理中具有广阔的应用前景。研究背景和意义

03未来，随着计算机模拟技术的发展和试验手段的进步，超声及电磁场对铝合金熔体影响的研究将更加深入和系统。01国内外学者在超声及电磁场对铝合金熔体影响方面开展了大量研究工作，取得了一系列重要成果。02目前，超声及电磁场处理技术已应用于铝合金熔体的净化、细化晶粒、提高力学性能等方面。国内外研究现状及发展趋势

010405060302研究目的：揭示超声及电磁场对铝合金熔体的作用机制，优化处理工艺参数，提高铝合金材料的性能和质量。研究内容建立超声及电磁场对铝合金熔体影响的数学模型，进行数值模拟分析。设计并搭建超声及电磁场处理铝合金熔体的试验平台，开展试验研究。对比分析数值模拟和试验结果，验证数学模型的准确性和可靠性。探讨超声及电磁场处理工艺参数对铝合金材料性能和质量的影响规律，优化处理工艺参数。研究目的和内容

超声及电磁场对铝合金熔体的作用机理02

超声波在铝合金熔体中的传播特性受熔体温度、压力及合金成分影响，传播速度发生变化。超声波在铝合金熔体中的衰减随着传播距离的增加，超声波能量逐渐衰减，衰减程度与熔体性质及超声参数有关。超声波在铝合金熔体中的空化效应当超声波强度足够大时，会在熔体中产生空化泡，空化泡的崩溃会产生高温高压环境，对熔体产生局部加热和搅拌作用。超声波在铝合金熔体中的传播速度

电磁场对铝合金熔体的加热效应电磁场通过感应加热方式对铝合金熔体进行加热，提高熔体温度。电磁场对铝合金熔体的搅拌作用电磁场产生的洛伦兹力对熔体产生搅拌作用，改善熔体成分和温度的均匀性。电磁场对铝合金熔体的净化作用电磁场能够促使熔体中的非金属夹杂物和气体上浮，提高铝合金的纯净度。电磁场对铝合金熔体的作用机制030201

超声及电磁场对铝合金熔体的复合作用超声波和电磁场的共同作用能够细化铝合金的晶粒组织，提高合金的力学性能。超声及电磁场对铝合金熔体的复合细化作用超声波和电磁场同时作用于铝合金熔体时，能够相互促进，提高各自的作用效果。超声及电磁场对铝合金熔体的协同作用超声波的空化效应和电磁场的搅拌作用相结合，能够更有效地去除熔体中的夹杂物和气体。超声及电磁场对铝合金熔体的复合净化作用

数值模拟方法及模型建立03

数值模拟方法介绍将计算区域划分为一系列控制体积，通过求解每个控制体积上的守恒方程来得到整个计算区域的解。适用于流体动力学和传热传质等问题的数值模拟。有限体积法（FiniteVolumeMethod…将连续的物理问题离散化，通过求解有限个单元的近似解来逼近真实解。适用于复杂几何形状和边界条件的超声及电磁场问题。有限元法（FiniteElementMethod…用差分代替微分，将连续问题离散化为差分方程进行求解。适用于规则区域和简单边界条件的超声及电磁场问题。有限差分法（FiniteDifferenceMe…

模型建立及网格划分模型建立根据铝合金熔体的物理性质和超声及电磁场的作用机理，建立描述熔体流动、传热、传质和电磁场分布的数学模型。网格划分采用合适的网格类型和尺寸对计算区域进行离散化，以保证数值模拟的精度和效率。常用的网格类型包括结构化网格、非结构化网格和混合网格等。

边界条件根据实际问题设定超声及电磁场的边界条件，如超声换能器的振动方式、电磁线圈的电流密度分布等。初始条件设定铝合金熔体的初始温度、流速、压力等参数，以及超声及电磁场的初始状态。这些初始条件对数值模拟的结果具有重要影响。边界条件及初始条件设置

试验研究方案及实施04

选用具有不同成分和性能的铝合金熔体，如Al-Si、Al-Cu等，以研究超声及电磁场对不同类型铝合金熔体的影响。铝合金熔体的选择在试验前对铝合金熔体进行除气、除渣等预处理，以保证试验结果的准确性和可靠性。熔体预处理试验材料准备及预处理

试验设备介绍及操作过程超声设备采用高频超声波发生器，通过换能器将电能转换为机械能，产生超声波并作用于铝合金熔体。电磁场设备采用电磁场发生器，通过线圈产生交变磁场，作用于铝合金熔体并产生感应电流。试验操作过程首先将预处理后的铝合金熔体置于试验设备中，然后分别开启超声设备和电磁场设备，对熔体进行超声振动和电磁场处理。同时，记录试验过程中的相关参数和数据。

数据