基于无网格伽辽金法的连铸坯凝固计算方法

王宁^1,2，王旭东^1,2，蔡来强^1,2，姚曼^1,2

1. 大连理工大学材料科学与工程学院2. 辽宁省凝固控制与数字化制备技术重点实验室

摘 要：为考察无网格方法求解铸坯凝固过程的可行性,本文依据移动最小二乘和变分原理,推导并建立了基于无网格伽辽金法的结晶器内铸坯凝固过程二维非稳态传热/凝固数学模型.以小方坯凝固过程为对象,分别采用节点均匀布置、加密布置、随机布置方式,模拟分析了小方坯凝固过程的温度场变化,并将计算结果与参考解、有限元法数值解进行了对比,结果证实无网格伽辽金法在计算精度、自适应性、网格依赖性等方面均优于有限元法.研究结果为无网格方法应用于连铸过程的传热、凝固以及应力/应变行为的数值计算提供参考.

关键词：无网格伽辽金法;移动最小二乘;传热;凝固;连铸;