УДК 621.74.047:004.94

ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ДВУХВАЛКОВОМ КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ПОДАЧИ МЕТАЛЛА

А.В. Ноговицын¹, докт. техн. наук, А.Д. Подольцев², докт. техн. наук, И.Н. Кучерявая³, докт. техн. наук
¹ – Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины,
бул. Академика Вернадского, 34/1, Киев, 03680, Украина
^2,3 – Институт электродинамики НАН Украины
пр. Победы, 56, Киев, 03680, Украина

Разработаны трехмерная математическая модель и компьютерная методика по расчету течения расплавленного металла в межвалковом канале двухвалкового кристаллизатора при вертикальной подаче металла через щелевой питатель и насадку различных вариантов. С использованием метода конечных элементов в программе Comsol проведены комплексные компьютерные расчеты. По результатам компьютерного моделирования изучены особенности течения металла в объеме кристаллизатора, среди которых роль краевых эффектов, замкнутые вихревые структуры течения расплава в центральных областях межвалкового зазора и в широкой насадке. Библ. 8, рис. 6, табл. 1.
Ключевые слова: валковая разливка-прокатка, трехмерное компьютерное моделирование, ламинарное течение, поле скорости, давление, циркуляция расплава.

ТРИВИМІРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ГІДРОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ДВОВАЛКОВОМУ КРИСТАЛІЗАТОРІ ПРИ РІЗНИХ СПОСОБАХ ПОДАЧІ МЕТАЛУ

О.В. Ноговіцин¹, докт. техн. наук, О.Д. Подольцев², докт. техн. наук, І.М. Кучерява³, докт. техн. наук
¹ – Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України,
бул. Академіка Вернадського, 34/1, Київ, 03680, Україна
^2,3 – Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ, 03680, Україна

Розроблено тривимірну математичну модель та комп'ютерну методику з розрахунку течії розплавленого металу в міжвалковому каналі двовалкового кристалізатора при вертикальній подачі металу через щілину та насадку різних варіантів. З використанням методу кінцевих елементів у програмі Comsol проведено комплексні комп'ютерні розрахунки. За результатами комп'ютерного моделювання вивчено особливості руху металу в об’ємі кристалізатора, серед яких роль крайових ефектів, замкнуті вихрові структури течії розплаву в центральних областях міжвалкового зазору та у широкій насадці. Бібл. 8, рис. 6, табл. 1.
Ключові слова: : валкова розливка-прокатка, тривимірне комп'ютерне моделювання, ламінарна течія, поле швидкості, тиск, циркуляція розплаву.

THREE-DIMENSIONAL MODELING OF HYDRODYNAMIC PROCESSES IN TWIN-ROLL CASTER AT VARIOUS MELT FEEDERS

O.V. Nogovitcin¹, O.D. Podoltsev², I.M. Kucheryava³
¹ – Phisico-Technological Institute of Metals and Alloys of the National Academy of Sciences of Ukraine,
boulevard Vernadskogo, 34/1, Kiev, 03680, Ukraine
^2,3 – Institute of Electrodynamics National Academy of Science of Ukraine,
Peremogy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine

The three-dimensional mathematical model and computer technique are developed for computations of molten metal flowing in the gap of twin-roll caster at vertical melt feeding through the slit nozzle and pass nozzle of different variants. The computer modeling is carried out by finite-element method in Comsol. The features of metal flow in the caster including edge effects, closed vortex structures of the flow in central zone of the gap between rolls and in wide pass nozzle are studied using the computational results. References 8, figures 6, table 1.
Key words: roll metal casting, computer 3D modeling, laminar flow, velocity field, pressure, melt circulation.