1、離心鑄造作為一種高效鑄造成形方法,廣泛應用于軍事,精密儀器制造和航空航天等領域。近年來,離心鑄造在鑄造行業(yè)中占據著越來越重要的地位。然而,相比普通鑄造,離心鑄造流動場更加復雜,離心鑄造過程更難于控制。目前,基于離心鑄造的生產工藝一般停留在定性設計,經驗生產的狀態(tài)。利用計算機數值模擬技術實現對離心鑄造生產過程的模擬,能夠在生產過程提前預測缺陷、實現優(yōu)化工藝、指導生產,并有效地控制鑄件質量。為此,擬采用計算機數值模擬方法,深入探索了立式離心

2、鑄造金屬液充型流動規(guī)律。
　　根據立式離心鑄造的特點,闡述了立式離心鑄造的關鍵工藝,分析了基于離心鑄造下的兩類慣性力的作用和離心鑄造自由表面的特點。為了更加準確地模擬充型過程中自由表面的變化,本研究采用Level Set方法建立了立式離心鑄造充型過程氣-液兩相流的數學模型。
　　在對立式離心鑄造數學模型的求解方面,采用基于交錯網格的有限差分法對控制方程組進行離散,應用Projection方法求解充型過程的速度場和壓力場,提高

3、了計算效率和計算精度。在用Level Set方法追蹤自由表面時,采用高精度的三階龍格-庫塔方法和五階WENO格式,提高了自由表面追蹤的準確性。
　　研究了離心力作用下圓柱形容器中液體自由表面和壓力的分布情況,推導了離心力作用下的流動過程的解析解。為了驗證本研究的Projection-Level Set兩相流數學模型和數值方法的準確性,本文模擬了有解析解的立式離心鑄造流動過程算例,數值結果與理論結果吻合較好。同時,采用本文的數學模型