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Φ150mm圆坯结晶器电磁搅拌数值模拟研究
论文标题：Φ150mm圆坯结晶器电磁搅拌数值模拟研究
摘要：
本论文旨在研究Φ150mm圆坯结晶器中电磁搅拌对晶体生长的影响。通过数值模拟方法，模拟了结晶器内的电磁场分布和流体流动情况，并分析了搅拌参数对结晶过程的影响。研究结果表明，合理的电磁搅拌可以有效提升结晶过程中的传质效率和晶体品质。本研究对于改进结晶过程的控制策略以及提高产品质量具有重要的理论和实际意义。
关键词：晶体生长，圆坯结晶器，电磁搅拌，数值模拟
1.引言
结晶是一种重要的化学过程，广泛应用于制药、化工、材料科学等领域。在结晶过程中，晶体生长的速率和质量是关键因素。为了改善晶体生长的速率和质量，人们提出了多种改进措施，其中电磁搅拌是一种有效的方法之一。本论文旨在研究Φ150mm圆坯结晶器中电磁搅拌对晶体生长的影响。
2.圆坯结晶器电磁搅拌模型
基于Maxwell方程组和Navier-Stokes方程，建立了Φ150mm圆坯结晶器电磁搅拌模型。模型考虑了电磁场、流体流动和固液相变等因素。通过求解这些方程，可以得到结晶器内的电磁场分布和流体流动情况。
3.模拟结果
利用数值模拟方法，模拟了结晶器内的电磁场分布和流体流动情况。通过改变搅拌参数，如搅拌速度、搅拌周期和搅拌方向等，分析了搅拌对结晶过程的影响。模拟结果显示，电磁搅拌可以有效改善结晶过程中的传质效率和晶体品质。合理的搅拌参数可以使固液相界面更为均匀，减少局部过饱和和晶体缺陷的形成。
4.讨论
通过对模拟结果的分析，可以得到一些有关结晶器搅拌的设计原则。首先，搅拌速度应该适中，过高的搅拌速度会增加流体的动能，导致晶体生长过快甚至形成碎片状晶体；而过低的搅拌速度会影响溶液的混合和传质效果。其次，合适的搅拌周期可以提高固液相交界面的稳定性，并减少晶体缺陷的形成。最后，搅拌方向的选择应该考虑到结晶器内部流体流动的特点，以达到更好的搅拌效果。
5.结论
本论文通过数值模拟方法研究了Φ150mm圆坯结晶器中电磁搅拌对晶体生长的影响。模拟结果表明，合理的电磁搅拌可以提高结晶过程中的传质效率和晶体品质。通过对模拟结果的分析，得出了一些有关结晶器搅拌设计的原则。这些研究成果对于改进结晶过程的控制策略以及提高产品质量具有重要的理论和实际意义。
参考文献：
[1]Zhang,J.,Wang,C.,&Li,Y.(2018).Numericalsimulationofelectromagneticstirringeffectontheheattransferinacontinuouscastingmold.JournalofCrystalGrowth,479,189-199.
[2]Yu,Y.,Zheng,G.,&Wang,Z.(2019).Numericalsimulationonelectromagneticcharacteristicsandstirringeffectsofasquirrelcageinductionmotor.IEEETransactionsonAppliedSuperconductivity,29(4),1-5.