鋁合金超聲凝固溶池流場數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究的開題報(bào)告

鋁合金超聲凝固溶池流場數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究的開題報(bào)告標(biāo)題：鋁合金超聲凝固溶池流場數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究摘要：隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，鋁合金材料的應(yīng)用越來越廣泛。鋁合金超聲凝固技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型鋁合金制備技術(shù)。超聲波的作用下，可以顯著提高鋁合金的凝固質(zhì)量和材料性能。而流場的研究是超聲凝固技術(shù)的關(guān)鍵。本文擬對鋁合金超聲凝固溶池內(nèi)的流場進(jìn)行數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究，以期探究超聲波在鋁合金溶池中的傳播規(guī)律，研究流場對鋁合金凝固質(zhì)量的影響。關(guān)鍵詞：鋁合金材料，超聲波，凝固技術(shù)，流場，數(shù)值模擬，試驗(yàn)研究一、研究背景和意義鋁合金材料具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕、導(dǎo)熱性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空、汽車、軌道交通等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的鑄造技術(shù)在鋁合金制備中存在著一些問題，如凝固不均、氧化、夾雜等，影響了鋁合金材料的質(zhì)量。隨著超聲波技術(shù)的發(fā)展，超聲波在鋁合金制備中得到了廣泛應(yīng)用，對于提高凝固質(zhì)量、優(yōu)化材料性能具有重要意義。超聲波通過振動(dòng)的方式使鋁合金凝固體系中的液態(tài)金屬產(chǎn)生一系列復(fù)雜的流動(dòng)，從而影響鋁合金的凝固過程和結(jié)構(gòu)特征。因此，超聲波在鋁合金凝固中的流動(dòng)特性是研究超聲波提高鋁合金凝固質(zhì)量和優(yōu)化材料性能的關(guān)鍵。二、研究內(nèi)容和方法本文擬對鋁合金超聲凝固溶池內(nèi)的流場進(jìn)行數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究。具體研究內(nèi)容如下：1.建立鋁合金超聲凝固模型選取一種常用的鋁合金材料，建立超聲凝固模型，并分析其凝固過程和凝固結(jié)構(gòu)特征。2.建立鋁合金溶池流場模型通過對鋁合金流體力學(xué)的分析和流體動(dòng)力學(xué)方程的建立，建立鋁合金超聲凝固溶池的流場模型。3.進(jìn)行數(shù)值模擬研究采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）軟件FLUENT對鋁合金超聲凝固溶池的流場進(jìn)行數(shù)值模擬研究。分析超聲波的傳播規(guī)律，研究流場特征對鋁合金凝固質(zhì)量的影響。4.進(jìn)行試驗(yàn)研究通過實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性。選取一些合適的指標(biāo)來評估流場對鋁合金凝固質(zhì)量的影響。三、預(yù)期成果本文的預(yù)期成果如下：1.建立具有可靠性的鋁合金超聲凝固模型。2.建立鋁合金超聲凝固溶池流場模型，模擬鋁合金超聲凝固過程中的流場特征。3.通過數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究研究超聲波在鋁合金凝固過程中的傳播規(guī)律，探究流場特征對鋁合金凝固質(zhì)量的影響。4.提出優(yōu)化鋁合金超聲凝固工藝的建議和方法。四、研究計(jì)劃本研究計(jì)劃分為以下幾個(gè)階段：1.研究背景、意義和研究內(nèi)容的闡述（1個(gè)月）。2.建立鋁合金超聲凝固模型、鋁合金溶池流場模型（2個(gè)月）。3.進(jìn)行數(shù)值模擬研究（3個(gè)月）。4.進(jìn)行試驗(yàn)研究（3個(gè)月）。5.編寫論文并進(jìn)行答辯（3個(gè)月）。五、參考文獻(xiàn)[1]LuJ,LeeH,WangF.UltrasoniccavitationwithliquidfeedingprocessforfabricationofAl-Al2O3metalmatrixcomposites[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2010,527(21-22):5676-5680.[2]DongJ,ZhaoJ,LiuY,etal.Acousticstreamingandmicrostructureevolutionduringultrasonicmeltingofaluminumalloy[J].JournalofMaterialsScience,2019,54(2):1623-1637.[3]CuiJ,ZhangL,ZhouJ,etal.Influencingfactorsofultrasoniccavitationinliquid