电渣重溶钢锭内部枝晶生长的相场法模拟的任务书.docx

电渣重溶钢锭内部枝晶生长的相场法模拟的任务书
任务书
一、任务背景
电渣重溶钢锭是用于制造高质量钢材的一种常用方法。在制造过程中，钢液经过电渣再熔和冷却过程，形成具有高强度、高耐腐蚀性和高加工性能的钢锭。而在电渣重溶过程中，钢锭内部的晶体生长过程直接影响钢锭的质量和性能。因此，研究电渣重溶钢锭内部晶体生长是十分必要的。
现代计算机仿真技术可以在实验数据不足或难以获得的情况下，通过模拟和数学计算，预测和解释实验中的现象及其发生机制。因此，利用相场法对电渣重溶钢锭内部枝晶生长进行模拟，提高钢锭制造过程的制造质量、优化参数设计、降低制造成本具有非常重要的意义。
二、任务目标
本次任务旨在使用相场方法模拟电渣重溶钢锭内部枝晶生长过程，探究钢锭冷却过程发生的变化和相变，进一步了解钢锭制造过程中内部晶体生长的规律和特点，以此为依据提高钢锭的质量和性能。
具体任务目标如下：
1.研究相场模拟开发的原理和基础知识。
2.学习如何建立模型，采用商业软件完成电渣重溶钢锭内部枝晶生长相场模拟。
3.获得钢锭的温度场和物质演化等关键参数的仿真数据。
4.分析模拟结果，探究钢锭内部晶体生长的规律和特点，并与实际制造过程进行比较和验证。
5.针对分析结果，提出优化建议，优化制造流程、技术参数或生产工艺等方面。
三、任务内容
1.相场模拟开发的原理和基础知识学习
了解相场方法的基础知识，熟悉相场模拟的开发思路和方法，掌握计算流体力学（CFD）等理论基础。
2.模型建立及相场模拟软件的使用
根据研究目标，建立电渣重溶钢锭内部枝晶生长的相场模型，使用商业软件ANSYS、COMSOL等进行相场模拟计算。
3.数据采集及分析
根据模拟结果，获得在钢锭制造过程中温度场、物质演化等关键参数的仿真数据。并对数据进行统计与分析，探究钢锭内部晶体生长的规律和特点。
4.结果对比与验证
将模拟结果与实际制造过程进行比较和验证，分析模拟结果的可靠性，并进一步完善相场模型。
5.优化建议提出
针对分析结果，提出优化建议，优化制造流程、技术参数或生产工艺等方面，以提高钢锭的质量和性能。
四、任务时间
本次任务的时间周期为一个月，具体时间为2021年11月1日到2021年11月30日。
五、预期结果
1.完成电渣重溶钢锭内部枝晶生长的相场法模拟任务，并获得关键参数的仿真数据。
2.完成数据分析和结果对比与验证，探究钢锭内部晶体生长的规律和特点。
3.提出优化建议，以提高钢锭的质量和性能。
4.撰写模拟报告，并向相关领域的研究人员、企业家和有关的政府部门提出研究建议，为钢锭的制造和晶体生长研究提供理论和实践的依据。
六、参考文献
1.杨嘉祥,宋幸之.钢锭内部晶体生长的相场法模拟[J].大型铸锻件工程.2002.22(1):33-37.
2.肖荣华,陈新理,刘尚毅等.相场模型在钢锭内部晶体生长研究中的应用[J].华东化工.2012:03.
3.田娜,宋凯明,李仁博等.考虑扩散过程的相场模型在钢锭晶体生长过程模拟中的应用[J].材料工程.2017,45(11):126-132.