锌精矿硫酸化焙烧工艺及冶金过程模拟研究

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作者 王翀 董鹏 +1 位作者 刘自亮 左小红 《有色设备》 2025年第3期76-83,共8页

锌精矿资源日益匮乏,成分愈发复杂,加之硫酸化焙烧化学反应过程复杂,利用传统冶金计算方法开展模拟工作量大、效率低。本文介绍了硫化锌精矿硫酸化焙烧工艺、反应机理及酸化焙烧技术特点,利用METSIM对该工艺过程开展了详细模拟计算。着... 锌精矿资源日益匮乏,成分愈发复杂,加之硫酸化焙烧化学反应过程复杂,利用传统冶金计算方法开展模拟工作量大、效率低。本文介绍了硫化锌精矿硫酸化焙烧工艺、反应机理及酸化焙烧技术特点,利用METSIM对该工艺过程开展了详细模拟计算。着重描述了METSIM模型创建过程原则、步骤,硫酸化焙烧单元模块划分、过程控制。结果表明,15.7万t/a硫化锌精矿硫酸化焙烧可以产出73 804.80 t/a焙砂,62 768.22 t/a烟尘,SO2含量为8.8%的烟气48 734.22 Nm^(3)/h;90.62%的热收入来自于硫化物氧化分解,烟气、烟尘、焙砂、水分蒸发等物料带走了76.63%的热量。计算结果为硫酸化焙烧工艺设计及升级改造,设备大型化、超大型化提供了详实的理论依据。 展开更多

关键词 锌精矿 硫酸化焙烧 反应机理 METSIM模型 过程模拟

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底吹炼铜工艺全流程模拟计算 被引量：10

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作者 李明周 童长仁 +1 位作者 黄金堤 汪金良 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1028-1037,共10页

基于质量守恒、元素分配约束、化学平衡、指标约束和热量守恒等原理,构建了底吹熔炼、PS转炉吹炼、阳极炉精炼和电解精炼等工序的物料平衡和热平衡多约束控制模型,开发了底吹炼铜工艺全流程模拟系统,计算了底吹炼铜全流程典型工况的物... 基于质量守恒、元素分配约束、化学平衡、指标约束和热量守恒等原理,构建了底吹熔炼、PS转炉吹炼、阳极炉精炼和电解精炼等工序的物料平衡和热平衡多约束控制模型,开发了底吹炼铜工艺全流程模拟系统,计算了底吹炼铜全流程典型工况的物质分配和能量守恒,并用生产数据对模型进行验证.结果表明,底吹熔炼铜锍中Cu,S,Fe和SiO_2含量计算值与生产数据的相对误差分别为0.14%,9.74%,43.44%和3.74%,熔炼渣中Cu,S,Fe,SiO_2和Ca含量的相对误差分别为7.97%,12.33%,8.86%,6.35%和38.25%;转炉吹炼粗铜中Cu,S,Fe和O含量的相对误差分别为0.03%,0.00,50.00%和4.76%,吹炼渣中Cu,S,Fe和SiO_2含量的相对误差分别为0.85%,91.30%,43.44%和6.85%;阳极精炼阳极铜中Cu,S和O含量的相对误差分别为0.33%,33.33%和5.26%. 展开更多

关键词 底吹炼铜 全流程 冶金工艺流程计算平台 模拟

原文传递

氧化铝生产中传热系数的研究 被引量：8

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作者 刘莉娜 黄望梅 +3 位作者 刘志春 陈德 阳志洪 刘伟 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2011年第8期21-24,共4页

大多数氧化铝生产工序的能耗与换热设备传热效率的高低有密切关系。分析了氧化铝生产过程中的传热和传质特征。结合生产实测数据,对氧化铝生产中典型换热设备的传热系数进行研究,为设计、生产提供了理论基础。

关键词 氧化铝 传热系数 溶出

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多相平衡计算的元素势法及其应用 被引量：6

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作者 汪金良 童长仁 +1 位作者 张传福 张文海 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第E01期219-222,共4页

针对冶金化工领域中多相反应体系的高效可靠计算问题，基于最小吉布斯函数原理和质量守恒定律，通过引入拉格朗日因子λe，运用元素势概念，推导基于元素势的多相平衡计算方法。结果表明：酯化反应多相复杂体系平衡计算结果与文献值吻... 针对冶金化工领域中多相反应体系的高效可靠计算问题，基于最小吉布斯函数原理和质量守恒定律，通过引入拉格朗日因子λe，运用元素势概念，推导基于元素势的多相平衡计算方法。结果表明：酯化反应多相复杂体系平衡计算结果与文献值吻合很好，铜造锍熔炼过程多相平衡计算结果与生产实践数据之间的误差小于6％；该方法具有求解速度快，且在计算过程中不会出现负摩尔分数，说明此研究方法对求解复杂冶金化工多相平衡问题是有效可行的。 展开更多

关键词 元素势 化学反应 相平衡

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密闭直流电弧炉冶炼钛渣热量平衡研究 被引量：3

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作者 韩丰霞 雷霆 +2 位作者 周林 黄世弘 吕改改 《轻金属》 CSCD 北大核心 2011年第12期47-51,共5页

密闭直流电弧炉冶炼生产钛渣利用输入电能进行加热,在高温情况下,钛精矿中的FeO和TiO2发生还原反应。反应进行程度影响熔池内渣的粘度,进而影响炉壁挂渣层的厚度和排渣排铁的难易程度,故还原反应过程必须控制输入能量使DC炉系统达到热... 密闭直流电弧炉冶炼生产钛渣利用输入电能进行加热,在高温情况下,钛精矿中的FeO和TiO2发生还原反应。反应进行程度影响熔池内渣的粘度,进而影响炉壁挂渣层的厚度和排渣排铁的难易程度,故还原反应过程必须控制输入能量使DC炉系统达到热量平衡;输入能量过高会使熔池内的渣过热,挂渣层变薄,造成炉壁腐蚀;输入能量过低,会导致渣的粘度明显增大,造成排渣困难,并产生泡沫渣。根据理论计算,每冶炼1t钛精矿需要消耗约911.55kWh的能量,云南某公司加料速率为5t钛精矿/h,钛精矿碳热还原,理论上需要消耗约4557.734kWh的电耗。能量支出方面有物料带走的物理热、炉壁和炉顶冷却水热损失、炉底风冷热损失、电力设备热损失以及少量未预见热损失,钛精矿冶炼过程中,能量的输出和输入是基本相等的,热量处于平衡状态。 展开更多

关键词 直流电弧炉 钛精矿 钛渣 碳热还原 热量平衡

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碱添加量对金属离子的分布和pH变化的影响 被引量：1

6

作者 张廷安 郑大录 +4 位作者 金创石 郑英勋 赵洪亮 南相莉 蒋孝丽 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2012年第2期88-92,共5页

提出了一种计算公式,定量地计算了既有氢氧化物沉淀又有氢氧配离子形成的化学反应体系中的金属离子的分布,考察了影响沉淀和配离子形成的各种因素.基于提出的公式,计算了锌、镉、铜、镍、铁(Ⅲ)、铁(Ⅱ)、铝、钙、镁的沉淀率,理论计算... 提出了一种计算公式,定量地计算了既有氢氧化物沉淀又有氢氧配离子形成的化学反应体系中的金属离子的分布,考察了影响沉淀和配离子形成的各种因素.基于提出的公式,计算了锌、镉、铜、镍、铁(Ⅲ)、铁(Ⅱ)、铝、钙、镁的沉淀率,理论计算与实验结果一致. 展开更多

关键词 沉淀率 配合物形成率 氢氧化物 金属离子的分布

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废杂铝熔化再生工序的能耗模型 被引量：1

7

作者 敖晓辉 邢书明 +4 位作者 程炳超 鲍培玮 王如芬 郭强 李志琴 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期107-114,共8页

随着对工业节能和环保要求的不断提高,废杂铝回收和再生过程的能效研究受到了广泛关注.分析了在熔化工序中各主要因素对能耗的影响,建立了废杂铝熔铸过程熔化工序的能耗理论模型.以燃气炉为主要熔炼设备,将熔化工部能耗分为目标物料耗... 随着对工业节能和环保要求的不断提高,废杂铝回收和再生过程的能效研究受到了广泛关注.分析了在熔化工序中各主要因素对能耗的影响,建立了废杂铝熔铸过程熔化工序的能耗理论模型.以燃气炉为主要熔炼设备,将熔化工部能耗分为目标物料耗能、均匀化搅拌耗能和其他形式耗能,并分别建立了他们的定量计算公式.通过对比批式单体炉和连续双室炉的设备和工艺差异,分析了主要影响因素对二者能耗的影响程度和趋势,发现双室炉较单体炉具有10%以上的节能能力. 展开更多

关键词 废杂铝 熔化 能耗 模型 炉型

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分离高硫磁铁矿中磁黄铁矿的研究进展 被引量：21

8

作者 刘能云 邓海波 王虹 《有色矿冶》 2009年第5期17-20,共4页

磁铁矿与磁黄铁矿分离是铁脱硫的难题,国内外对此进行了大量的研究。本文论述了磁黄铁矿难以从磁铁矿中分离出来的原因,并综述了通过工艺流程优化、浮选药剂研发、浮选电化学技术等有效途径可以达到脱硫的目的。

关键词 磁铁矿 磁黄铁矿 工艺流程 浮选药剂

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随氧化铝加料量变化即时调整铝电解槽的能量平衡 被引量：3

9

作者 李德祥 《材料与冶金学报》 CAS 2005年第3期189-193,共5页

提出一种随氧化铝加料量变化即时调整铝电解槽能量平衡的方法.该方法在“等待效应”周期、“欠量加料”周期和人为停止加料时期降低槽电压,在“过量加料”周期提高槽电压,结果使电解槽在所有加料周期能量保持平衡,有利于提高电流效率和... 提出一种随氧化铝加料量变化即时调整铝电解槽能量平衡的方法.该方法在“等待效应”周期、“欠量加料”周期和人为停止加料时期降低槽电压,在“过量加料”周期提高槽电压,结果使电解槽在所有加料周期能量保持平衡,有利于提高电流效率和氧化铝浓度控制. 展开更多

关键词 铝电解 能量平衡 氧化铝加料

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赤泥沉降槽固液分离数值仿真技术的研究进展及现状 被引量：2

10

作者 李秋龙 李茂 +1 位作者 周天 雷波 《有色冶金节能》 2013年第5期7-13,共7页

赤泥沉降槽内固液分离过程的数值仿真研究对沉降槽的高效化生产运行、经济化管理和设计具有重要作用。本文主要阐述了近十几年来国内外学者和专家运用计算流体力学方法并结合商业化计算软件在沉降槽中心桶结构、絮凝剂吸附和耙机设计,... 赤泥沉降槽内固液分离过程的数值仿真研究对沉降槽的高效化生产运行、经济化管理和设计具有重要作用。本文主要阐述了近十几年来国内外学者和专家运用计算流体力学方法并结合商业化计算软件在沉降槽中心桶结构、絮凝剂吸附和耙机设计,以及耦合群体平衡模型(PBM)计算等方面取得的一些重要科研成果,揭示了赤泥沉降槽固液分离计算模型和计算方法的发展历程;针对国内外沉降槽固液分离仿真计算的研究现状,以及固液分离沉降设备亟待解决的问题,展望了沉降槽固液分离数值仿真计算的发展前景,提出未来研究需要更合理、适用性更强的絮凝剂吸附模型,来对沉降槽进行仿真优化计算;最后指出今后沉降槽的发展和研究方向是高分子絮凝剂和沉降槽结构的研究,数值仿真技术仍然是赤泥沉降槽固液分离研究的主要方法和手段,特别是多相流颗粒群体平衡物理场耦合计算。 展开更多

关键词 沉降槽 固液分离 絮凝剂 数值模拟 群体平衡模型

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从二元相图计算中间化合物的生成熵 被引量：1

11

作者 李瑞青 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第3期184-186,共3页

本文给出由二元相图计算中间化合物生成熵的公式。将此公式应用于AuSb_2中间化合物生成熵的计算,取得与实验相一致的结果。

关键词 二元相图 中间化合物 熵 计算

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对流下二元合金凝固过程的相场法研究 被引量：3

12

作者 范昌胜 邱文旭 《陕西理工学院学报（自然科学版）》 2011年第1期6-10,20,共6页

采用耦合流场的相场模型,以Ni-Cu二元合金为例模拟金属非等温凝固和等温凝固时的枝晶生长,把两种模拟结果作比较。发现:两种模型得出的结果都与溶质再分配理论相符合;潜热的释放在一定程度上抑制枝晶的生长,使得非等温凝固时的平衡再分... 采用耦合流场的相场模型,以Ni-Cu二元合金为例模拟金属非等温凝固和等温凝固时的枝晶生长,把两种模拟结果作比较。发现:两种模型得出的结果都与溶质再分配理论相符合;潜热的释放在一定程度上抑制枝晶的生长,使得非等温凝固时的平衡再分配浓度比等温凝固时低;非等温凝固的生长Peclet数与Oseen-Ivantsov理论值吻合得更好。 展开更多

关键词 相场模型 相变潜热 强迫对流 初始温度

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METSIM软件在闪速炼铜工艺设计中的应用 被引量：5

13

作者 何峰 《有色冶金设计与研究》 2015年第6期23-25,共3页

介绍闪速炼铜METSIM工艺计算模型的建立过程和技术特点,METSIM模型计算结果与NCC软件计算结果、以往工程实际运行数据的比较及应用该模型的工厂实践均表明:METSIM模型是一款成功的模型。并且,对METSIM软件存在的缺陷也进行了介绍。

关键词 闪速炼铜 工艺模拟 METSIM

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从二元相图提取活度的计算机算法

14

作者 李瑞青 周国治 《化工冶金》 CSCD 北大核心 1989年第2期8-16,共9页

本文首先简要介绍了从各种类型相图计算活度数据的方法。进而介绍了由相图计算活度的 BASIC 语言通用计算机程序 CABPD(Cal culating Activities fromBinary Phase Diagrams)。将它应用于 Ga-Zn,Ag—Cu,Pb—Zn,In—Sb 等四种不同类型体... 本文首先简要介绍了从各种类型相图计算活度数据的方法。进而介绍了由相图计算活度的 BASIC 语言通用计算机程序 CABPD(Cal culating Activities fromBinary Phase Diagrams)。将它应用于 Ga-Zn,Ag—Cu,Pb—Zn,In—Sb 等四种不同类型体系组元活度的计算,取得与实验相近的结果,表明该程序是可行的。它可以用于从任何类型的二元相图提取活度。 展开更多

关键词 二元相图 活度 计算机算法

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30MVA直流电弧炉冶炼钛渣配碳比研究 被引量：8

15

作者 韩丰霞 雷霆 +2 位作者 周林 黄世弘 吕改改 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期297-303,共7页

工业生产中,为生产出合格的钛渣必须加入适量的碳作为还原剂,将高价氧化物还原为低价氧化物。云南某公司30 MVA大型密闭直流电弧炉(DC炉)生产运行过程中,通过控制无烟煤用量与钛精矿用量之比——配碳比(ratio of anthracite to ilmenite... 工业生产中,为生产出合格的钛渣必须加入适量的碳作为还原剂,将高价氧化物还原为低价氧化物。云南某公司30 MVA大型密闭直流电弧炉(DC炉)生产运行过程中,通过控制无烟煤用量与钛精矿用量之比——配碳比(ratio of anthracite to ilmenite,简称AIR),使生产在输入能量一定、钛精矿成分稳定的条件下力求获得良好的产品品质。生产通过中空石墨电极将钛精矿和无烟煤加入DC炉内,熔炼温度控制为1973～2023 K;熔炼输入功率为15 MVA;入炉钛精矿粒度为0.1～0.33 mm;入炉无烟煤粒径为5～25 mm的比例大于85%。理论上熔炼还原1 t钛精矿,将会产出526 kg渣和368 kg金属铁,O/I比率约为89.4%,理论配碳比约为7.895%。通过生产物料衡算得出,一定熔炼周期内的AIR平均值为12.228%,O/I比率平均值为81.317%。在配碳量不足的情况下,钛精矿中的FeO易于离解出氧并与碳结合,使FeO还原反应优先于TiO2等氧化物,碳最大可能的消耗在FeO的还原上;配碳量越高,则碳将用于还原难还原的氧化物(如MgO,CaO,MnO等)上,使FeO的还原受到抑制。配碳比还会影响DC电炉熔渣流动性和挂渣层。试生产熔炼周期内,通过调整AIR,实现了钛渣中TiO2品质的提高,其含量可从82%提高到89%以上。 展开更多

关键词 直流电弧炉 钛铁矿 钛渣 碳还原 配碳比

原文传递

工业硅生产的配料计算

16

作者 赵恒先 郭书选 《轻金属》 CSCD 北大核心 1989年第4期41-44,共4页

本文针对三种情况得出三种工业硅生产的配料计算方法,并给出三种计算实例。通过三种计算方法结果进行了汇总对比,作者推荐第二种较详细的计算方法和公式在生产实践中使用。

关键词 工业硅 配料计算 配料

全文增补中

湿法炼锌窑渣铁精矿的浸出热力学分析 被引量：8

17

作者 何仕超 刘志宏 +2 位作者 刘智勇 李玉虎 李启厚 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3430-3439,共10页

为实现湿法炼锌窑渣磁选铁精矿(以下简称窑渣铁精矿)中银、铜、铁等有价元素的综合回收,提出一种基于盐酸浸出的新工艺,从理论和实验两方面开展研究。在本研究中介绍新工艺研究的理论部分——浸出热力学分析。物相分析表明:窑渣铁精矿... 为实现湿法炼锌窑渣磁选铁精矿(以下简称窑渣铁精矿)中银、铜、铁等有价元素的综合回收,提出一种基于盐酸浸出的新工艺,从理论和实验两方面开展研究。在本研究中介绍新工艺研究的理论部分——浸出热力学分析。物相分析表明:窑渣铁精矿中主要含铁物相为Fe、FeO、FeS、Fe2O3、Fe3O4和FeSiO3。计算绘制了Fe-Cl-H2O系φ—pH优势区图以及FeS、FeO、FeSiO3-H2O系和FeS、FeO、FeSiO3-Cl-H2O系的lg c—pH图,分析窑渣铁精矿盐酸浸出的热力学可行性。结果表明:各含铁物相在盐酸浸出中均能溶解,[Cl]T越高,其溶解度就越大,由于不同阴离子在体系中溶解性质的差异,因此,Cl影响FeO、FeS和FeSiO3溶解的pH范围不同,分别为4.2～10.8、0.4～10.8和0～10.8。 展开更多

关键词 窑渣铁精矿 浸出 热力学 电势(φ)—pH优势区图 浓度对数—pH图

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直流电弧炉冶炼钛渣中元素分配的研究 被引量：4

18

作者 黄世弘 雷霆 +1 位作者 韩丰霞 周林 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期283-289,共7页

借助多相、多成分体系中化学平衡计算法,对冶炼过程中钛、碳及伴生元素的分配行为进行了研究,并用生产结果加以验证,计算结果与实验结果较吻合。分析了配碳比(AIR)对Ti,C,Ca,Mg,Si,Al等元素分配的影响。结果表明:AIR对钛渣和铁水中元素... 借助多相、多成分体系中化学平衡计算法,对冶炼过程中钛、碳及伴生元素的分配行为进行了研究,并用生产结果加以验证,计算结果与实验结果较吻合。分析了配碳比(AIR)对Ti,C,Ca,Mg,Si,Al等元素分配的影响。结果表明:AIR对钛渣和铁水中元素的分配行为有重要的影响。随AIR的增加,钛渣中TiO2,MgO,CaO,Al2O3,SiO2的质量分数呈增加趋势,而FeO的质量分数呈降低趋势;金属中各元素的含量增加,表现为金属元素摩尔分数逐渐增加;参与还原TiO2和FeO的C量和固溶成为微量元素的C量增加,而AIR对参与还原Fe2O3的C量影响较小。富集在钛渣中的杂质有SiO2,MnO,V2O5。当AIR由120增加到134 kg·t-1时,钛渣中TiO2的质量分数由83.8%增加到91.77%,FeO的质量分数由14.7%降低到6.25%;铁水中铁的含量由6.25 kmol增加到7.08 kmol,碳的含量由0.97 kmol增加到1.09 kmol;参与还原TiO2和FeO的C量增加了约13%。可调整AIR来实现熔体中氧化物的选择还原。对钛渣还原冶炼过程中元素分配行为的研究,可实现对工艺的更好控制、提高钛渣品位。 展开更多

关键词 元素分配 钛渣 还原冶炼过程 钛铁矿

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真空自耗电弧炉熔炼时的电热计算与技术分析 被引量：5

19

作者 汶宏伟 邹伟 +1 位作者 李平良 杨磊 《真空》 CAS 北大核心 2007年第2期51-54,共4页

通过对真空自耗电弧炉熔炼时的热量计算和分析,得出了炉内平均温度。同时研究和计算了与真空自耗电弧炉主要部件有关的接触电阻问题,提出了如何降低接触电阻的方法,并得出了有效解决打弧现象的方法。对真空自耗炉的结构设计,特别是电极... 通过对真空自耗电弧炉熔炼时的热量计算和分析,得出了炉内平均温度。同时研究和计算了与真空自耗电弧炉主要部件有关的接触电阻问题,提出了如何降低接触电阻的方法,并得出了有效解决打弧现象的方法。对真空自耗炉的结构设计,特别是电极杆等结构的设计有重要的理论和实践指导意义。 展开更多

关键词 真空自耗电弧炉 热流量 接触电阻 接触压力 充氩熔炼

原文传递

强迫对流下各相场参数对枝晶生长的影响

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作者 邱文旭 《陕西理工学院学报（自然科学版）》 2011年第3期6-11,共6页

利用耦合流场的相场模型,以N-iCu二元合金为例研究各相场参数对金属凝固过程中枝晶生长的影响。结果表明:对流对枝晶形貌影响很大,上游枝晶的枝晶臂最长,下游枝晶臂最短,整个枝晶呈现非对称形貌;对流速度越大,上游枝晶生长越快;各向异... 利用耦合流场的相场模型,以N-iCu二元合金为例研究各相场参数对金属凝固过程中枝晶生长的影响。结果表明:对流对枝晶形貌影响很大,上游枝晶的枝晶臂最长,下游枝晶臂最短,整个枝晶呈现非对称形貌;对流速度越大,上游枝晶生长越快;各向异性系数越大,主枝枝晶臂越瘦长;扰动的引入可以促进枝晶二次枝晶臂的生长,但基本上不影响枝晶尖端稳态行为。 展开更多

关键词 强迫对流 相场参数 枝晶生长 SIMPLE算法

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