基于ansys的炼钢中间包流场仿真研究_学位论文.doc

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1、分类号密级宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)基于ANSYS的炼钢中间包流场仿真研究所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《基于ANSYS的炼钢中间包流场仿真研究》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。承诺人（签名）：年月日摘要本课程设计针对某企业的生产存在的加工技术问题，进行认真的分析，找出影响加工的主要因素(小四号，宋体，1.5倍行距，段前空0.5行。)　摘要应在150~250字（摘要与关键词之间空一行）关键词：机械设计，机械设计，(

2、关键词数量为4~6个，每一关键词之间用逗号分开，最后一个关键词不用标点符号)IIIAbstractTheabstractinEnglishgoeshere.AbstractinEnglishandthatinChinesepresentedonthepreviouspageshouldagree.(英文摘要内容,用小四号TimesNewRomans字体，每段开头缩进4个字符空格，英文摘要的内容应与中文摘要相对应。)KeyWords:KeywordsinEnglishgohereandshouldbeseparatedbyacomma

3、,butnocommaisallowedafterthelastkeyword（关键词用小四号TimesNewRomans字体,全部小写，每一关键词之间逗号分开，最后一个关键词后不打标点符号）III目录摘要IAbstractII目录III第1章绪论51.1有限元分析51.2简介51.3特点51.4步骤61.5发展趋势71.5.1与CAD软件的无缝集成71.5.2更为强大的网格处理能力71.5.3由求解线性问题发展到求解非线性问题81.5.4由单一结构场求解发展到耦合场问题的求解81.5.5程序面向用户的开放性91.6课题的研究任务9

4、第2章课题建模与ANSYS分析102.3中间包流动过程的数学模拟102.3.1钢液流动的运动方程202.3.2边界条件的处理212.4中间包流场的计算分析212.4.1无控流装置中间包的流场分布状况212.4.2堰坝对中间包钢水流动状况的影响222.4.3湍流控制器对中间包钢水流动状况的影响242.4.4优化后中间包的流动状况25本章小结31IIIIII第1章绪论1.1有限元分析有限元分析（FEA，FiniteElementAnalysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即

5、单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。1.2简介有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前

6、就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。1.3特点有限元方法与其他求解边值问题近似方法的根本区别在于它的近似性仅限于相对小的子域中。20世纪60年代初首次提出结构力

7、学计算有限元概念的克拉夫（Clough）教授形象地将其描绘为：“有限元法=RayleighRitz法+分片函数”，即有限元法是RayleighRitz法的一种局部化情况。不同于求解（往往是困难的）满足整个定义域边界条件的允许函数的RayleighRitz法，有限元法将函数定义在简单几何形状（如二维问题中的三角形或任意四边形）的单元域上（分片函数），且不考虑整个定义域的复杂边界条件，这是有限元法优于其他近似方法的原因之一。1.4步骤　　对于不同物理性质和数学模型的问题，有限元求解法的基本步骤是相同的，只是具体公式推导和运算求解不同。有

8、限元求解问题的基本步骤通常为：　　第一步：问题及求解域定义：根据实际问题近似确定求解域的物理性质和几何区域。　　第二步：求解域离散化：将求解域近似为具有不同有限大小和形状且彼此相连的有限个单元组成的离散域，习惯上称为有限元网络划分。显