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多晶硅在制造過程中，首先將多晶硅料加到石英坩堝中，開啟加熱器進(jìn)行熔料，待所有硅料變?yōu)?em>液體后，開始降溫冷卻。熔融的硅液逐漸發(fā)生相變，從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，等到所有硅料變?yōu)楣腆w后開爐取料。本模型解決的是多晶鑄錠爐內(nèi)的多晶硅定向凝固現(xiàn)象，抽象為物理問題就是考慮馬蘭戈尼效應(yīng)的固液相變問題。

問題： 最近遇到一個仿真項目：一個光滑薄板粘貼在基板上，要求評估膠粘凝固后平面的變形量。作為一位結(jié)構(gòu)仿真工程師，關(guān)于膠粘凝固過程的仿真——膠水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，似乎和結(jié)構(gòu)仿真沒什么關(guān)系，自己也不知道如何進(jìn)行計算。

“液體火箭發(fā)動機噴管仿真模型研究”一文以典型的液體火箭發(fā)動機（3kN空間發(fā)動機，120噸級液氧煤油發(fā)動機，260噸級液氧煤油發(fā)動機）噴管為例，深入討論氣體模型、化學(xué)反應(yīng)模型等因素對仿真結(jié)果的影響，并進(jìn)一步厘清影響噴管性能的物理因素。

<p>本案例建立了刮板清除封閉環(huán)境底部液體積料的數(shù)值模型。刮板采用2D平面應(yīng)變單元描述，底部液體積料為一非牛頓流體，采用兩相流技術(shù)描述了液體積料在空氣域中的界面流動情況，采用流-固耦合結(jié)合動網(wǎng)格技術(shù)，描述了刮板運動過程中的底部變形以及環(huán)境內(nèi)空氣以及液體積料流場的變化情況。

值越高，凝固過程中連接的液體區(qū)域越大，表示在最后凝固的位置出現(xiàn)縮孔缺陷的可能性越大。圖2 包含熱節(jié)粒子的液體體積演變：t3> t2> t1。熱模數(shù)法熱模數(shù)法是常規(guī)冒口設(shè)計中最受歡迎的方法之一，特別是對于鋁合金和鋼鑄件。

焊縫金屬中許多雜質(zhì)的凝固溫度都低于焊縫金屬的凝固溫度，這樣首先凝固的焊縫金屬把低熔點的雜質(zhì)推擠到凝固結(jié)晶的晶粒邊界，形成了一層液體薄膜，又因為焊接時熔池的冷卻速度較快,焊縫金屬在冷卻的過程中發(fā)生收縮，使焊縫金屬內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力,拉應(yīng)力把凝固的焊縫金屬沿晶粒邊界拉開。當(dāng)沒有足夠的液體金屬補充時，就會形成微小的裂紋，隨著溫度繼續(xù)下降，拉應(yīng)力增大，裂紋不斷擴大，這就是凝固裂紋。

糊狀區(qū)為“假”多孔介質(zhì)，是液體分?jǐn)?shù)介于 0 和 1 之間，每個單元中的孔隙率設(shè)置為等于該單元中的液體分?jǐn)?shù)。在完全凝固區(qū)域，孔隙率等于零，速度為0。

，建立A356鋁合金鑄造質(zhì)量仿真分析，初期先針對產(chǎn)品進(jìn)行均厚8mm模壁陶殼模進(jìn)行模擬分析，仿真的鑄造缺陷與溫度場分布結(jié)果如圖 7(a)(b)(c)所示，在相同的殼模厚度下，澆冒口因為輥身結(jié)構(gòu)特征的限制，頸部較薄處，快速產(chǎn)生冷卻凝固，使?jié)裁翱跓o法發(fā)揮補縮，延長凝固時間，導(dǎo)致內(nèi)部較厚斷面處的輥身內(nèi)部溫度還沒凝固，其他的區(qū)塊已產(chǎn)生凝固，形成嚴(yán)重縮孔，與實際鑄件相比，其鑄造缺陷位置相符合，如圖 7(d)所示

2.2 冒口系統(tǒng)為了保證凝固補縮路徑的暢通，加強夾雜的上浮，增加了冒口保溫措施，明冒口采用發(fā)熱冒口，即在原工藝基礎(chǔ)上加上發(fā)熱保溫冒口套。 2.3 冷鐵系統(tǒng)冷鐵系統(tǒng)主要是依據(jù)冒口冷卻凝固補縮路徑進(jìn)行設(shè)定，其位于底部兩內(nèi)澆口之間位置，保證底部凝固初期從此處結(jié)晶，致使底部內(nèi)澆口與頂部內(nèi)澆口間存在明顯的溫度梯度，實現(xiàn)順序凝固。

離心澆鑄工藝 1 概述 離心鑄造是將液體金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使液體金屬在離心力的作用下充填鑄型和凝固形成的一種鑄造方法。 為實現(xiàn)上述工藝過程，必須采用離心鑄造機創(chuàng)造使鑄型旋轉(zhuǎn)的條件。根據(jù)鑄型旋轉(zhuǎn)軸在空間位置的不同，常用的有立式離心鑄造機和臥式離心鑄造機兩種類型。

液態(tài)金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，通常稱為金屬液態(tài)成形或鑄造。 鑄造的工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件 鑄造的工藝特點： 1、可生產(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件，特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。

根據(jù)上述產(chǎn)熱模型計算出電池的發(fā)熱功率，并結(jié)合系統(tǒng)組成和工作原理得到所需換熱面積和冷卻液流量，然后進(jìn)行液體熱管理冷板和管路設(shè)計。具體設(shè)計結(jié)果如圖2所示。 3、基于液體熱管理系統(tǒng)仿真分析3.1、液體熱管理系統(tǒng)流場仿真分析 使用CFD軟件對液體熱管理系統(tǒng)流場進(jìn)行仿真分析，當(dāng)冷卻液流量為12L/min時，系統(tǒng)冷板及管路的仿真壓力云圖和速度云圖如圖3和圖4所示。

圖4 仿真流動跡線圖 圖5 仿真流動中心面y向速度圖通過實際數(shù)據(jù)的控制，模擬出液體流動速度得到的速度圖，可見分布槽內(nèi)的液體不僅僅能夠沿分布槽長度方向串流，而且其流速較快，這種流動對混合油內(nèi)部的殘渣跟隨液相一起高速流動，起到了很好的預(yù)期效果。

根據(jù)上述產(chǎn)熱模型計算出電池的發(fā)熱功率，并結(jié)合系統(tǒng)組成和工作原理得到所需換熱面積和冷卻液流量，然后進(jìn)行液體熱管理冷板和管路設(shè)計。具體設(shè)計結(jié)果如圖2所示。 3、基于液體熱管理系統(tǒng)仿真分析3.1、液體熱管理系統(tǒng)流場仿真分析 使用CFD軟件對液體熱管理系統(tǒng)流場進(jìn)行仿真分析，當(dāng)冷卻液流量為12L/min時，系統(tǒng)冷板及管路的仿真壓力云圖和速度云圖如圖3和圖4所示。