我通过使用水平集方法描述流体的界面,进行了使用冲洗法进行铸造的模型 问题的模拟。冲洗法是在进行大型铸件铸造时采用的一种方法,比如铸造轧 钢用的轧辊。其工艺在于,由于所要求的铸件性能是表面硬度高,整体韧性 强,所以在铸造时,先将硬度高的材质充入模具,等该种材质在模具表面有 一个凝固薄层以后,使用第二种韧性强的材质充入模具,将尚未凝固的第一 种材质冲出模具,从而使得两种材质在结合部能够很好的融合在一起,最后 整体凝固得到高质量的铸件。所以在这个工艺的模拟中,我们需要求解一个 有两种溶液的不可压Navier-Stokes方程,两种溶质之间是一个自由界面。我 们使用了水平集方法来描述这个自由界面,使得水平集函数跟随液体的流动 一起运动,从而,随着时间的发展,水平集函数的零水平集就能代表了运动 的流体自由界面。通过模拟的结果,我们可以给出对于这个工艺的指导性建 议,以保证完成的铸件中,没有两种溶质的混合物,保证铸件的质量。下面 的结果是对于一个Benchmark模具,对于不同参数进行模拟的情况,图形中的 是流体的速度场,蓝色的线是零水平集线,也就是两种流体的界面。
区域及在区域上剖分的网格
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