液态金属泡沫演化动力学理论与模拟PDF格式文档图书下载

1绪论 1

1.1背景及意义 1

1.2研究现状 8

1.2.1泡沫金属的结构参数 8

1.2.2泡沫金属的性能及应用 10

1.2.3关于泡沫金属生产工艺和性能的研究 12

1.3发泡过程相关动力学理论研究现状 17

1.3.1关于金属熔体——气泡两相流的研究 17

1.3.2关于泡沫演化动力学的研究 19

1.3.3既往研究中所存在的问题 22

1.4研究内容 23

2泡沫演化动力学基本理论概述 26

2.1析液 26

2.2泡沫群内气泡合并、长大及拓扑变化 27

2.3泡沫体结构 30

2.4液膜破裂及Laplace定律 34

3液态铝合金泡沫析液过程数值模拟 36

3.1宏观析液 36

3.1.1边界条件 37

3.1.2计算结果和分析 38

3.2微观析液 42

3.2.1单条Plateau边界析液 43

3.2.2泡沫体整体析液的数学模型 48

3.3格子—Boltzmann方法（LBM）在析液问题中的应用 53

3.3.1计算结果与分析 55

3.3.2无量纲数M、 W对析液的影响 57

3.3.3 M值对泡沫体析液的影响 58

3.3.4气泡大小对泡沫体析液的影响 59

3.4节点在液态铝合金泡沫析液过程中的作用分析 60

3.4.1边界条件及计算过程 63

3.4.2计算结果及分析 64

3.5与流动相耦合的泡沫析液过程 69

3.5.1稳态模型的建立 70

3.5.2边界条件和方程求解 71

3.5.3计算结果及分析 72

3.6本章小结 77

4液态泡沫铝合金胞元结构的演化 79

4.1泡沫尺寸分布的预测 79

4.1.1定界条件及方程求解 83

4.1.2计算结果与讨论 83

4.2泡沫体胞元长大和拓扑结构演化的数值研究 90

4.2.1三维泡沫体结构演化的数学物理模型 92

4.2.2同种类型胞元结构的泡沫演化 95

4.2.3随机泡沫结构的泡沫演化 103

4.3胞元结构预测——Potts模型的应用 114

4.3.1 Potts模型 115

4.3.2编程实现 117

4.3.3模拟结果与分析 119

4.4泡沫体横截面上气液界面的演化 125

4.4.2计算过程 129

4.4.3计算结果及分析 129

4.5本章小结 131

5金属泡沫体发泡高度预测及凝固过程数值模拟 133

5.1发泡高度的预测模型 133

5.2计算过程及结果分析 135

5.2.1等径模型 135

5.2.2非等径模型 136

5.2.3结果分析 138

5.3金属泡沫凝固过程的数值模拟 138

5.3.1物理模型 138

5.3.2数学模型 139

5.3.3边界条件和初始条件 141

5.3.4计算过程 141

5.3.5计算结果及讨论 142

5.4本章小结 149

6结束语与展望 150

6.1结束语 150

6.2展望 154

参考文献 156

附录A 本书所应用相关理论的简介 166

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