镁熔液中氢气泡运动特性的数值模拟.pdf

《镁熔液中氢气泡运动特性的数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、Ju1．2015Vo1．64NO．7·643·镁熔液中氢气泡运动特性的数值模拟侍海东，许四祥，张炳刚，徐起兵(安徽工业大学机械工程学院，安徽马鞍山243002)摘要：针对镁熔液中氢气泡的析出过程，采用FLUENT对氢气泡析出的动态变化进行了模拟仿真，得到了单个氢气泡在镁熔液中析出的运动变化规律，并对不同初始半径、不同初始位置的氢气泡析出过程进行比较，分析了其对氢气泡形状及运动的影响。结果表明，初始半径越大，氢气泡形状变化越明显，氢气泡在析出时总是呈现出无规则的上升运动且有向中心靠拢的运动趋势。同时，利用回归方法对氢气泡瞬时速度、瞬时当量半径、瞬时位置进行了量化计算，得到的瞬时回归方程高度显著。

2、关键词：镁熔液；氢气泡；数值模拟；FLUENT；回归中图分类号：TG146文献标识码：A文章编号：1001—4977(2015)07—0643—04NumericalSimulationoftheMovingPropertiesofHydrogenBubblesinMagnesiumMeltSHIHai-dong，XUSi-xiang，ZHANGBing-gang，XUQi-bing(MechanicalEngineeringInstitute，AnhuiUniversityofTechnology，Ma’anshan，243002，Anhui，China)Abstract：Dynamicch

3、angeofthehydrogengasbubblewasnumericallysimulatedbyFLUENTintheprocessofprecipitationinthemagnesiumm—elt．Achangingregularofasinglehydrogengasbubblemovingwasgot．Then,initialradiusandinitiallocationthathadefectsonthehydrogengasbubbleduringprecipitatingwereanalyzedbycomparingtheshapesartddeformationsont

4、heconditionofdiferentcombinationsinvalue．Theresultsofnumericalsimulationshowthatthebiggertheradiuswas，thegreaterthediferencewas．Moreover，itwascleartoobservethatthehydrogengasbubblehadacapacitytomovetowardsthecenterofthesmelterwhileprecipitatingwithrisingirregularly．Fhreevariances，includinginstantane

5、ousspeed,instantaneousequivalentradiusandinstantaneouslocation,werecalculatedquantitativelybyregressing．Ahighlysignificantrelativityofregressionequationwasobtained．Keywords：magnesiummelt；hydrogengasbubble；numericalsimulation；FLUENT；regressing镁熔液中氢含量已成为影响镁制品综合性能的关数来支撑。因此，本文利用此软件模拟了镁熔液中氢键因素之一【”，近年来对镁熔

6、液中氢的研究也越来越气泡析出的运动过程，并深入探究了在气泡运动过程多。文献[2]研究了镁等金属熔体中氢气泡的形核机理；中的一般化规律及影响要素，为镁合金液态质量控制文献[3]也对镁及其合金熔液中氢含量进行了研究，得和净化提供理论依据。出了纯镁熔液及镁合金熔液中氢含量的数学模型；文1数学模型献[4]搜集了大量氢在GasarI艺常用的纯金属中的溶解度数据及其经验公式，通过统一形式和单位后，得到1．1基本假设了新的溶解度公式。然而，目前尚未见对镁熔液氢气在模型中，气液两相均遵循质量、动量和能量守泡析出的动态过程进行研究的报道，主要原因在于对恒，由于主要关心的是两相流的流动特性，故不考虑高温下镁熔液中

7、气泡的形成机理、析出过程无法准确能量方程，而认为温度分布已知，假设：①气液界面把控，难以得到准确的实验数据作为理论依据。而无表面活性剂；②气液界面无相变发生；③气液两相FLUENT流体仿真软件为此提供了方便，在对金属气流体是不可压缩牛顿流体；④熔池系统保温良好，气液两相流的模拟中发挥了重大作用。文献[5—6]对气泡液相间及外界环境之间没有质量和能量交换。在金属中进行气液两相流的数值模拟进行了研究，