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板坯连铸机内钢液流动和夹杂物碰撞长大行为 被引量:17
1
作者 雷洪 赫冀成 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1195-1200,共6页
采用数值模拟方法研究了板坯连铸机内钢液流动、夹杂物碰撞聚合行为.由于凝固坯壳的向下运动和上升流股的相互作用,在结晶器窄面附近形成一个角部涡.此角部涡的存在使夹杂物的浓度、数量密度和特征尺寸的分布在结晶器窄面附近产生一个极... 采用数值模拟方法研究了板坯连铸机内钢液流动、夹杂物碰撞聚合行为.由于凝固坯壳的向下运动和上升流股的相互作用,在结晶器窄面附近形成一个角部涡.此角部涡的存在使夹杂物的浓度、数量密度和特征尺寸的分布在结晶器窄面附近产生一个极值.数值模拟结果还表明钢液的对流输运是影响夹杂物分布的重要因素.由于钢液上部回流区的存在,夹杂物分布显现环状特征.在结晶器下部,由于壁面效应和夹杂物碰撞聚合,夹杂物在中心截面上形成"W"形分布,在水平截面上形成"8"字形分布;而在铸坯窄面和水口下方对称面处,夹杂物形成"V"形分布. 展开更多
关键词 夹杂物 碰撞 聚合 连铸
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Aggregation Kinetics of Inclusions in Swirling Flow Tundish for Continuous Casting 被引量:9
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作者 YUE Qiang ZOU Zong-shu HOU Qin-fu 《Journal of Iron and Steel Research International》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第5期6-10,共5页
The mechanism of inclusion aggregation in liquid steel in swirling flow tundish is analyzed by applying the theory of flocculation which was developed in the field of colloid engineering. The gas bridge forces due to ... The mechanism of inclusion aggregation in liquid steel in swirling flow tundish is analyzed by applying the theory of flocculation which was developed in the field of colloid engineering. The gas bridge forces due to the micro bubbles on hydrophobic inclusion surfaces were responsible for the inclusion collision and agglomeration, which can avoid the aggregation to breakup. The quantity of micro bubbles on hydrophobic inclusion particle is more than that on hydrophilic one. The trend of forming gas bridges between micro bubbles on particles is strong in the course of collision. The liquid film on hydrophobic particles is easy to break during collision process. Hydrophobic particles are liable to aggregate in collision. According to the analysis of forces on a nonmetallic inclusion particle in swirling chamber, the chance of inclusion collision and aggregation can be improved by the centripetal force. Hydropbobic particles in water are liable to aggregate in collision. Hydrophilic particles in water are dispersed although collision happens. The wettability can be changed by changing solid-liquid interface tension. The nonmetallic inclusion removal in swirling flow tundish is studied. The result shows that under certain turbulent conditions, the.particle concentration and the wettability between particles and liquid steel are the main factors to induce collision and aggregation. 展开更多
关键词 collision aggregation WETTABILITY INCLUSION swirling chamber continuous casting tundish
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基于群体平衡的胶凝原油水力悬浮体系流动特性模拟
3
作者 孙省身 侯磊 +5 位作者 杨琨 刘珈铨 张鑫儒 朱祚良 唐帅帅 周庆林 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期162-169,共8页
胶凝原油水力悬浮体系流动特性研究是高含水油田实现不加热集输的关键。近年来随着计算流体力学的发展,数值模拟成为复杂流体流动特性研究的有效工具。根据群体平衡模型,引入关键的凝油颗粒碰撞聚并与剪切破碎函数,描述颗粒群间的相互作... 胶凝原油水力悬浮体系流动特性研究是高含水油田实现不加热集输的关键。近年来随着计算流体力学的发展,数值模拟成为复杂流体流动特性研究的有效工具。根据群体平衡模型,引入关键的凝油颗粒碰撞聚并与剪切破碎函数,描述颗粒群间的相互作用,在三维管道模型下求解,通过文献试验数据对模拟结果进行验证。结果表明:随着流速或含水率的增加,凝油颗粒平均粒径减小,粒径呈圆环状分布,油相分布更加均匀,不易产生凝油壁面沉积;在高含水阶段,流速增大对流动压降增大的影响占主导地位,含水率的影响不明显,颗粒粒径减小或凝油沉积也会导致流动压降增大。 展开更多
关键词 胶凝原油 群体平衡模型 碰撞聚并 剪切破碎 流动特性
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分形维数在钢中非金属夹杂物中的应用综述
4
作者 陈洁冰 周秋月 张立峰 《中国冶金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-15,共15页
钢中簇状非金属夹杂物由大量细小、分布均匀的固态夹杂物碰撞聚合而成,并且具有不规则分形的特征,因此,可以采用分形维数对其形貌进行定量描述。为了定量化描述钢中非金属夹杂物的形貌,系统整理了簇状夹杂物的分形维数研究。首先,总结... 钢中簇状非金属夹杂物由大量细小、分布均匀的固态夹杂物碰撞聚合而成,并且具有不规则分形的特征,因此,可以采用分形维数对其形貌进行定量描述。为了定量化描述钢中非金属夹杂物的形貌,系统整理了簇状夹杂物的分形维数研究。首先,总结了分形维数的定义、不同分形维数的计算方法、三维分形维数(D3)的测量方法以及三维和二维分形维数之间相互转化的计算模型。其次,分析了影响夹杂物分形维数大小的主要因素,包括夹杂物成分和计算误差。在计盒维数计算方法中,计算误差来源于覆盖盒子最大尺寸的选取,当0.25≤ε/d_(max)≤1(ε为覆盖盒子的尺寸,d_(max)为夹杂物最大直径)时,夹杂物分形维数计算误差较小。最后,总结了分形维数在夹杂物研究上的应用。不规则簇状夹杂物在钢液中的理论上浮速度可以通过分形维数进行计算,且夹杂物的分形维数越大,夹杂物的上浮速度越大。分形维数可以用于簇状夹杂物碰撞聚合形成的聚集体形貌研究。分形理论发展出的有限扩散凝聚模型(DLA模型)可用于钢中夹杂物聚合的模拟研究,结果表明,随着粒子释放点到种子之间距离的减小、粒子尺寸的增加以及种子尺寸的增加,夹杂物聚集度增加,解释了塞棒或水口结瘤的原因。研究结果为深入研究钢中簇状夹杂物的碰撞聚合过程对其从钢液中上浮去除和有效提升钢水的洁净度提供了一定参考。 展开更多
关键词 分形维数 簇状夹杂物 计盒维数法 夹杂物上浮 碰撞聚合
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电磁软接触方坯连铸凝固过程夹杂物碰撞长大行为 被引量:1
5
作者 侯汉闯 雷洪 +3 位作者 陈士富 杨滨 张晗 丁长友 《炼钢》 CAS 北大核心 2023年第1期60-67,共8页
电磁软接触对于方坯连铸而言是一项重要的电磁技术。采用数值模拟方法分析了电磁软接触连铸机内电磁力场、流场和夹杂物场的分布特点。数值结果表明,应用电磁软接触后,电磁力主要集中在靠近结晶器的铸坯表面;电磁力在水口两侧产生涡流,... 电磁软接触对于方坯连铸而言是一项重要的电磁技术。采用数值模拟方法分析了电磁软接触连铸机内电磁力场、流场和夹杂物场的分布特点。数值结果表明,应用电磁软接触后,电磁力主要集中在靠近结晶器的铸坯表面;电磁力在水口两侧产生涡流,同时加快了液面处钢液的流动。电磁软接触下连铸机内夹杂物分布与无电磁软接触下夹杂物分布大体相似。在结晶器下方,随着距液面距离的增加,夹杂物数量密度逐渐降低,夹杂物特征半径逐渐增大。在液面处,电磁软接触下夹杂物浓度、数量密度和特征半径明显降低。 展开更多
关键词 电磁软接触 结晶器 方坯 夹杂物 碰撞聚合
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钢液中夹杂物动力学行为的数学模型 被引量:2
6
作者 雷洪 赫冀成 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期288-292,共5页
作为衡量钢产品质量的指标,冶金反应器内夹杂物大小、数量,形态和分布越来越受到冶金工作者关注.作为研究钢液中夹杂物行为的重要手段,数值模拟方法被广泛地应用于冶金工艺的优化.本文综合论述了夹杂物行为数值模拟的研究现状,分析了钢... 作为衡量钢产品质量的指标,冶金反应器内夹杂物大小、数量,形态和分布越来越受到冶金工作者关注.作为研究钢液中夹杂物行为的重要手段,数值模拟方法被广泛地应用于冶金工艺的优化.本文综合论述了夹杂物行为数值模拟的研究现状,分析了钢中夹杂物的基本数学模型和多模式数学模型优点和不足,并提出了未来的发展趋势和重点要解决的问题.数值模拟结果表明,受钢液运动的影响,夹杂物体积浓度和特征半径在连铸结晶器下方呈"W"形分布. 展开更多
关键词 钢液 夹杂物 数学模型 空间分布 碰撞长大 形貌
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RH铝脱氧后夹杂物碰撞聚合去除的数学模型 被引量:2
7
作者 郝赳赳 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2022年第1期125-130,共6页
在夹杂物碰撞经典聚合模型的基础上,使用了指数级增长的夹杂物分组方式,建立RH铝氧反应生成夹杂物、夹杂物碰撞聚合和夹杂物去除过程的数学模型,从而对RH冶炼过程夹杂物的质量分数及分布进行预测。得到结论如下:模拟结果与文献给出数据... 在夹杂物碰撞经典聚合模型的基础上,使用了指数级增长的夹杂物分组方式,建立RH铝氧反应生成夹杂物、夹杂物碰撞聚合和夹杂物去除过程的数学模型,从而对RH冶炼过程夹杂物的质量分数及分布进行预测。得到结论如下:模拟结果与文献给出数据有很好的吻合度,模型真实可靠。夹杂物质量分数随着金属铝的加入而快速增加,循环300 s后,夹杂物的总质量分数从最开始的0升至0.065%左右,夹杂物质量分数达到最大值,继而在上浮、壁面吸附和顶渣吸附的作用下去除。经过900 s左右的钢液循环后,夹杂物的总质量分数降至0.01%左右,其整体去除率在84.6%左右,说明RH循环对夹杂物有很好的去除作用。加铝后900 s,2μm和50.8μm的夹杂物质量分数的最大值分别为0.00002%和0.0078%。 展开更多
关键词 RH 铝氧反应 夹杂物 碰撞聚合 数学模型
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Collective motion in non-reciprocal swarms
8
作者 Bo LIU Tianguang CHU Long WANG 《控制理论与应用(英文版)》 EI 2009年第2期105-111,共7页
This paper studies a non-reciprocal swarm model that consists of a group of mobile autonomous agents with an attraction-repulsion function governing the interaction of the agents. The function is chosen to have infini... This paper studies a non-reciprocal swarm model that consists of a group of mobile autonomous agents with an attraction-repulsion function governing the interaction of the agents. The function is chosen to have infinitely large values of repulsion for vanishing distance between two agents so as to avoid occurrence of collision. It is shown analytically that under the detailed balance condition in coupling weights, all the agents will aggregate and eventually form a cohesive cluster of finite size around the weighted center of the swarm in a finite time. Moreover, the swarm system is completely stable, namely, the motion of all agents converge to the set of equilibrium points. For the general case of non-reciprocal swarms without the detailed balance condition, numerical simulations show that more complex self-organized oscillations can emerge in the swarms. The effect of noise on collective dynamics of the swarm is also examined with a white Gaussian noise model. 展开更多
关键词 aggregation Collective behaviour collision avoidance Complete stability Self-organized oscillation
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Visualization of collision and aggregation behavior of particles simulating movement of inclusions in molten steel
9
作者 Qiang Yue Zeng Hu +2 位作者 Zhao-yang Wu Hong-ming Long Qing-min Meng 《Journal of Iron and Steel Research International》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第2期173-180,共8页
Inclusions with sizes less than 1 μm in molten steel are difficult to float up to the molten steel and slag interface owing to their slow terminal velocity. Thus, increasing the size of inclusion is essential for acc... Inclusions with sizes less than 1 μm in molten steel are difficult to float up to the molten steel and slag interface owing to their slow terminal velocity. Thus, increasing the size of inclusion is essential for accelerating the removal of inclusions. Polystyrene particles simulating inclusions in molten steel were quantified by direct observation of the particle collision behavior in a turbulent flow in a water model. The box-counting fractal dimension of particles was calculated by processing the binary images of aggregated particles. The fractal dimension of the outer contours of the single plastic particles was smaller than that of the aggregated particles. The fractal dimension was varied from 1.14 to 1.35. When two or more monomer particles collide, the aggregates are separated more easily, as the temperature increases from 40 to 80 ℃. The aggregated particles were loose and easy to separate in the high-temperature aqueous solution. The effect of temperature on the surface tension of liquid and the interracial tension of solid and liquid is obvious. The particles are wetting in the water solution at a temperature more than 60 ℃. The relationship between the velocity of the particles and the fractal dimension of the solid particles with the equivalent diameter was discussed. 展开更多
关键词 Non-metallic inclusion FRACTAL Box-counting dimension VISUALIZATION collision. aggregation
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横向过载下考虑颗粒聚合行为的颗粒阻尼特性研究
10
作者 杨文婧 吴学婷 +1 位作者 刘贝贝 刘佩进 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期79-87,共9页
固体火箭发动机的横向过载内会改变凝相颗粒的运动轨迹,增大颗粒与颗粒,颗粒与壁面的碰撞概率,改变凝相粒子的粒径和浓度分布,使颗粒的阻尼特性发生变化,造成发动机的燃烧不稳定。基于CFD-DEM数值模拟方法,耦合颗粒碰撞聚合模型,实现了... 固体火箭发动机的横向过载内会改变凝相颗粒的运动轨迹,增大颗粒与颗粒,颗粒与壁面的碰撞概率,改变凝相粒子的粒径和浓度分布,使颗粒的阻尼特性发生变化,造成发动机的燃烧不稳定。基于CFD-DEM数值模拟方法,耦合颗粒碰撞聚合模型,实现了过载下的颗粒碰撞、聚合及流动过程的数值仿真。数值结果揭示了在不同横向过载下粒径分布、颗粒空间分布,以及颗粒阻尼特性的变化特征。横向过载下,颗粒横向偏移显著增加,颗粒间的碰撞概率增大,并且碰撞概率随过载作用时间增加大幅度提高。颗粒间因碰撞聚合易生成的大粒径颗粒,大粒径颗粒的产生使得颗粒空间分布更具不均匀性,进而导致颗粒的阻尼值明显降低,最终影响发动机的燃烧稳定性。 展开更多
关键词 横向过载 碰撞聚合 离散元法 颗粒阻尼
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群体运动控制中的虚拟领导算法 被引量:1
11
作者 刘维晓 陈俊丽 +1 位作者 万旺根 黄炳 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期349-354,共6页
针对群体运动中的虚拟领导问题,提出一种多维空间中群体运动的虚拟领导算法.算法中的控制准则可以保证群中个体的状态变化始终与虚拟领导同步,碰撞检测和聚合规则可以有效控制群中相邻个体的距离,避免出现碰撞或离群现象.仿真结果表明,... 针对群体运动中的虚拟领导问题,提出一种多维空间中群体运动的虚拟领导算法.算法中的控制准则可以保证群中个体的状态变化始终与虚拟领导同步,碰撞检测和聚合规则可以有效控制群中相邻个体的距离,避免出现碰撞或离群现象.仿真结果表明,该算法可以很好地实现队列保持、聚合和避障的目的. 展开更多
关键词 虚拟领导 碰撞检测 聚合
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水口内吸附杆结构对夹杂物碰撞聚集的影响 被引量:1
12
作者 王育飞 赵定国 +3 位作者 李新 王书桓 李阳 张凯璇 《上海金属》 CAS 北大核心 2018年第2期74-77,82,共5页
浸入式水口内吸附杆结构对夹杂物运动行为有直接影响,吸附杆壁面凹槽类型不同,夹杂物在其内部碰撞聚集的效果不同。通过水模拟试验,研究了浸入式水口内吸附杆凹槽类型对夹杂物碰撞聚集的影响。结果表明,夹杂物粒子在矩型凹槽内碰撞、聚... 浸入式水口内吸附杆结构对夹杂物运动行为有直接影响,吸附杆壁面凹槽类型不同,夹杂物在其内部碰撞聚集的效果不同。通过水模拟试验,研究了浸入式水口内吸附杆凹槽类型对夹杂物碰撞聚集的影响。结果表明,夹杂物粒子在矩型凹槽内碰撞、聚集区主要集中在凹槽上部,在钩型凹槽内碰撞、聚集区主要集中在凹槽中下部。矩型凹槽较钩型凹槽更有利于夹杂物的聚集,即矩形凹槽内的夹杂物更容易与壁面碰撞,凹槽吸附夹杂物的能力更强。 展开更多
关键词 浸入式水口 吸附杆 凹槽 碰撞 聚集
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颗粒群组方法中关键参数的选取
13
作者 雷洪 赵岩 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期508-511,516,共5页
为了深入了解颗粒群组方法的特点,提出了修正最大群组数方法,研究了颗粒群组方法中的两个关键参数(体积增量和最大群组数)对数量密度和体积分数的影响.结果表明:传统最大群组数在计算颗粒数量密度时比较准确,修正最大群组数在计算颗粒... 为了深入了解颗粒群组方法的特点,提出了修正最大群组数方法,研究了颗粒群组方法中的两个关键参数(体积增量和最大群组数)对数量密度和体积分数的影响.结果表明:传统最大群组数在计算颗粒数量密度时比较准确,修正最大群组数在计算颗粒体积分数时比较准确.随着颗粒体积增量的增加,传统最大群组数得到的颗粒数量密度的预测值降低,而颗粒体积分数的预测值增加.随着颗粒体积增量的增加,修正最大群组数得到的颗粒数量密度的预测值下降,而颗粒体积分数的预测值呈振荡趋势. 展开更多
关键词 颗粒 碰撞聚合 Smoluchowski模型 颗粒群组法 颗粒体积增量 最大群组数
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钢液中Al_2O_3夹杂物颗粒布朗碰撞聚合的三维可视化数值模拟研究 被引量:5
14
作者 王耀 李宏 郭洛方 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第2期151-156,共6页
在应用分形理论对凝聚态Al2O3夹杂物形貌结构进行定量分析的基础上,建立了不同尺寸形貌凝聚态Al2O3布朗运动的控制方程。使用Matlab编程,对不同初始条件下钢液中微观区域内Al2O3夹杂物颗粒之间布朗碰撞聚合过程进行了可视化数值模拟研... 在应用分形理论对凝聚态Al2O3夹杂物形貌结构进行定量分析的基础上,建立了不同尺寸形貌凝聚态Al2O3布朗运动的控制方程。使用Matlab编程,对不同初始条件下钢液中微观区域内Al2O3夹杂物颗粒之间布朗碰撞聚合过程进行了可视化数值模拟研究。研究结果表明:钢液中微观区域内细小Al2O3夹杂物颗粒的布朗运动是大尺寸凝聚态Al2O3生成的重要原因。夹杂物粒子体积浓度和布朗运动步长对其布朗碰撞聚合过程影响较大。在高体积浓度、大运动步长的条件下,Al2O3夹杂物颗粒之间的布朗凝聚速率较大,同时更容易形成大尺寸、结构致密的凝聚态Al2O3。 展开更多
关键词 分形理论 布朗运动 碰撞凝聚 运动步长
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Injury severity analysis: comparison of multilevel logistic regression models and effects of collision data aggregation 被引量:1
15
作者 Taimur Usman Liping Fu Luis F.Miranda-Moreno 《Journal of Modern Transportation》 2016年第1期73-87,共15页
This paper describes an empirical study aiming at identifying the main differences between different logistic regression models and collision data aggregation methods that are commonly applied in road safety literatur... This paper describes an empirical study aiming at identifying the main differences between different logistic regression models and collision data aggregation methods that are commonly applied in road safety literature for modeling collision severity. In particular, the research compares three popular multilevel logistic models (i.e., sequential binary logit models, ordered logit models, and multinomial logit models) as well as three data aggregation methods (i.e., occupant based, vehicle based, and collision based). Six years of collision data (2001-2006) from 31 highway routes from across the province of Ontario, Canada were used for this analysis. It was found that a multilevel multinomial logit model has the best fit to the data than the other two models while the results obtained from occupant-based data are more reliable than those from vehicle- and collision-based data. More importantly, while generally consistent in terms of factors that were found to be significant between different models and data aggregation methods, the effect size of each factor differ sub- stantially, which could have significant implications forevaluating the effects of different safety-related policies and countermeasures. 展开更多
关键词 Injury severity - Multilevel logistic regressionmodels collision data aggregation
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